ỨNG DỤNG GIÀN ANTEN THÍCH ỨNG CHO THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA

Chia sẻ: Nguyen Lan | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

78
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

- Sự phát triển của thông tin di động - Nhu cầu sử dụng các thiết bị thu phát thông minh Mục đích của đề tài: Nghiên cứu các thiết bị thu phát thông minh, Ứng dụng cho CDMA Nguồn tài liệu: các loại sách trong thư viện, các sách và tài liệu từ các nguồn khác, đặc biệt là từ Internet.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ỨNG DỤNG GIÀN ANTEN THÍCH ỨNG CHO THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG I §å ¸N TèT NGHIÖP §¹I HäC ỨNG DỤNG GIÀN ANTEN THÍCH ỨNG CHO THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Thị Thúy Hiền Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Đại Lớp: D2001 VT 5-1 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
NỘI DUNG ĐỒ ÁN  Giới thiệu đề tài I. Tổng quan về thông tin di động CDMA: Giới thiệu về thông tin di động và Công nghệ CDMA II. Giàn anten thích ứng - Giới thiệu chung về anten thông minh, - Giàn anten thích ứng: cấu trúc, thuật toán, … III. Ứng dụng AAA cho CDMA: Cho hệ thống DS-CDMA và DS-CDMA đa mã đa tốc độ 5-2  dụế ỨngK luậ ngtgiàn n thích ứng cho CDMA anten McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI  Lý do chọn đề tài: - Sự phát triển của thông tin di động - Nhu cầu sử dụng các thiết bị thu phát thông minh  Mục đích của đề tài: Nghiên cứu các thiết bị thu phát thông minh, Ứng dụng cho CDMA  Nguồn tài liệu: các loại sách trong thư viện, các sách và tài liệu từ các nguồn khác, đặc biệt là từ Internet. 5-3 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI  Lý do chọn đề tài: - Sự phát triển của thông tin di động - Nhu cầu sử dụng các thiết bị thu phát thông minh  Mục đích của đề tài: Nghiên cứu các thiết bị thu phát thông minh, Ứng dụng cho CDMA  Nguồn tài liệu: các loại sách trong thư viện, các sách và tài liệu từ các nguồn khác, đặc biệt là từ mạng Internet. 5-4 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
I. THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA 1. Các hệ thống thông tin di động  Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất: sử dụng kỹ thuật truyền dẫn tương tự (Analoge).  Hệ thống thông tin di động thế hệ hai (2G): GSM sử dụng cả hai công nghệ đa truy nhập FDMA và TDMA với dải tần sử dụng là 900 MHz.  Hệ thống thông tin di động Thế hệ thứ 3: ứng dụng công nghệ CDMA, làm việc ở dải tần 2 GHz cho phép cung cấp rất nhiều dịch vụ tốc độ thấp cũng như tốc độ cao 5-5 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
I. THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA 2. CDMA và thông tin di động trải phổ  Các phương pháp trải phổ: Trải phổ chuỗi trực tiếp, trải phổ nhảy tần và trải phổ nhảy thời gian  Trải phổ chuỗi trực tiếp DSSS: thực hiện trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với chuỗi giả ngẫu nhiên  Hệ thống TTDĐ CDMA: cho chất lượng truyền dẫn cao tiết kiệm tần số, và phù hợp với các kiểu dữ liệu  Có 4 cấu trúc mạng CDMA được đưa ra là : release 3, release 4, release 5 và release 2000 5-6 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
II. GIÀN ANTEN THÍCH ỨNG - Anten thông minh: hệ thống anten có cấu tạo đặc biệt làm tăng sự liên kết giữa các thiết bị - Nguyên lý hoạt động của anten thông minh Hệ thống anten gồm nhiều phần tử kết hợp với DSP cho phép thay đổi đồ thị bức xạ cho phù hợp với hệ thống. - Phân loại: Anten chuyển búp và Giàn anten thích ứng 5-7 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
Giới thiệu chung  Giàn anten thích ứng (AAA - Adaptive Array Antena) là hệ thống gồm giàn chấn tử anten và bộ xử lý thích ứng thời gian thực để tự động điều khiển búp sóng thông qua các tiêu chuẩn lựa chọn thuật toán 5-8 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
Cấu trúc AAA Các búp sóng x1(t) 1 ω1 x2(t) 2 ω2 …. Σ y(t) Tín hiệu ra M xM(t) ωM Chấn Điều khiển tử anten thuật toán Xử lý tín hiệu Bộ xử lý thích ứng Hình 2.4 Giàn anten thích ứng M phần tử 5-9 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
Dạng tín hiệu Xét giàn M chấn tử  Tín hiệu nhận được tại chấn tử thứ m là: 2π −j ( m −1) d sin θ xm (t ) = s (t ).e λ  Tín hiệu thu được cho người dùng thứ i: Pii xi (t ) = αi , p a (θi , p ) si , p (t −τi , p ) p =1 5-10 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
Tạo búp sóng  Tạo búp sóng: Dựa vào dữ liệu đầu vào để điều chỉnh tạo ra búp sóng phát phù hợp với hướng thu của thiết bị. Tín hiệu đầu ra có dạng: y(t) = ωHx(t) (2.9) (2.15) 5-11 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
Tiêu chuẩn lựa chọn hiệu năng 1. Bình phương trung bình lỗi nhỏ nhất (MMSE) ωMMSE = Rxx-1rxr 2. Tỉ số tín hiệu trên tạp âm và nhiễu lớn nhất (MSINR) ωMSINR = βRuu-1a(θ) 3. Độ dao động nhỏ nhất (MV) ωMV = βRuu-1a(θ) 5-12 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
Thuật toán thích ứng 1. Bình phương trung bình tối thiểu (LMS) ω(n+1) = ω(n) + μx(n)e*(n) (2.44) 2. Đệ quy bình phương tối thiểu(RLS) ω(n+1) = ω(n-1) + q(n)[r*(n) + ωH(n-1)x(n) (2.53) 3. Nghịch đảo ma trận mẫu (SMI) ω(n) = Rxx-1(n).rxr(n) (2.55) 5-13 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
Lợi ích của giàn anten thích ứng 1. Cải thiện chất lượng tín hiệu SINRout[dB] = 10log10M + 10 log102 + SINRin[dB] 2. Mở rộng phạm vi truyền tin 2  rarray  ECF =  r   = REF 2  conv  3. Tiết kiêm công suất phát: Nhờ vào việc làm tăng độ khuếch đại của anten phát 5-14 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
III. GIÀN ANTEN THÍCH ỨNG CHO HỆ THỐNG CDMA 1. Các kỹ thuật của anten thông minh cho hệ thống CDMA 2. Ứng dụng cho hệ thống DS-CDMA 3. Ứng dụng AAA cho hệ thống DS-CDMA đa mã, đa tốc độ 5-15 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
1. Các kỹ thuật của anten thông minh cho hệ thống CDMA Đơn trễ Không liên kết Đa trễ Đơn người dùng Đơn ngón Liên kết Xử lý không Đa ngón gian CDMA Độ c l ậ p Đa người dùng Dùng chung 5-16 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
2. Giàn anten thích ứng cho hệ thống DS-CDMA 1. Cấu hình hệ thống giàn thích ứng cho DS- CDMA 2. Dạng tín hiệu 3. Tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNIR 4. So sánh với máy thu RAKE 5-17 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
s(t) n1 (t) + s(t) n 2(t) + s(t) nM(t) + 2. Giàn anten thích ứng cho x(t) x(t) x(t) hệ thống DS-CDMA f1 y 1(t) X’ (1) 1 + X ↓K f2 I y 2(t) y(t) Z-1 + F X + F X’ (2) ↓K 1 F F T Z-1 T y K(t) fK ... X’ (K 1 + X ↓K ) + +- + + - + D ạng tín hiệu X yêu cầu X X FFT Mã trải phổ Trong đó : FFT: Biến đổi Fourier nhanh IFFT: Biến đổi ngược Fourier nhanh Hình 3.6 Giàn anten thích ứng cho DS-CDMA 5-18 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
2. Giàn anten thích ứng cho hệ thống DS-CDMA 2. Dạng tín hiệu Khi có U người sử dụng, trong môi trường pha đinh đa đường, tín hiệu nhận được trên giàn có dạng U Pi − 1 x(t ) = ∑ ∑ α i , p .bi (t − τ i , p ).ci (t − τ i , p ).a(θ i , p ) + n(t ) i =1 p = 0 Véctơ tương quan có dạng: ~ p ( n) = ε { ~ x (r ) } ( n) ~ ( n) * ~ ~ ( n ) −1 ~ ( n ) Véctơ trọng số xác định theo: ω = ( R ) p (n) Tín hiệu đầu ra mỗi kênh xác định bởi: yk(t) = yT.c0* 5-19 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.
2. Giàn anten thích ứng cho hệ thống DS-CDMA 3. SINR SINR được tính thông qua hệ số tương quan chéo: K ε{∑ yl (t ).rl* (t )} ρ= l =1 K K ε {∑| yl (t ) | }.ε{∑| rl (t ) |2 } 2 l =1 l =1 Khi đó: | ρ| 2 SINR = 1−| ρ| 2 5-20 Ứ ng dụng giàn anten thích ứng cho CDMA McGrawHill/Irwin Vũ Xuân Đại - © 2005 The McGrawHill Companies, Inc. All rights reserved.