Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 103 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
103
Dung lượng
2,96 MB
Nội dung
` TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN GIẢM CAN NHIỄU - TĂNG DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG TRONG THÔNG TIN KHÔNG DÂY DÙNG KỸ THUẬT SDMA Giảng viên hướng dẫn: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Sinh viên thực : HOÀNG NAM MỸ - 083169D VÕ VĂN KHIÊM – 083043D Lớp : 08DD2D Khóa : 12 Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Khoa Điện – Điện Tử, trường Đại Học Tôn Đức Thắng tạo điều kiện tốt cho chúng em thực đề tài Luận Vănnày Em xin chân thành cảm ơn Thầy TS Đỗ Hồng Tuấn tận tình hướng dẩn, bảo em suốt thời gian thực đề tài Em xin chân thành quý Thầy Cơ Khoa tận tình giảng dạy, trang bị cho chúng em kiến thức quý báu năm học vừa qua Con xin nói lên lịng biết ơn sâu sắc Ông Bà, Cha Mẹ chăm sóc, ni dạy chúng thành người Xin chân thành cảm ơn anh chị bạn bè ủng hộ, giúp đỡ động viên em thời gian học tập nghiên cứu Mặc dù em cố gắng hoàn thành Luận Văn phạm vi khả cho phép chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng em kính mong nhận cảm thơng tận tình bảo q Thầy Cơ bạn CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ - Tp.HCM, ngày tháng năm 2010 PHIẾU NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP (Dành cho người hướng dẫn) Họ tên sinh viên : Lớp: MSSV: Tên đề tài: Người hướng dẫn: Tổng quát thuyết minh vẽ: Nhận xét Luận Văn: Ưu điểm: Nhược điểm: Điểm Luận văn: Đề nghị : sinh viên bảo vệ luận văn : Bổ sung thêm để bảo vệ: /10 Không bảo vệ : Lưu ý: Gửi kèm Luận văn VP.Khoa trước bảo vệ 02 tuần Giảng viên hướng dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp.HCM, ngày tháng năm 2012 PHIẾU NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP (Dành cho người Phản biện) Họ tên sinh viên : Lớp: MSSV: Tên đề tài: Người phản biện: - Tổng quát thuyết minh vẽ: - Nhận xét Luận Văn: Ưu điểm: Nhược điểm: Điểm Luận văn: Đề nghị : sinh viên bảo vệ luận văn : Bổ sung thêm để bảo vệ: /10 Không bảo vệ : - Câu hỏi sinh viên phải trả lời trước Hội đồng: Giảng viên phản biện Lưu ý: Gửi phiếu phản biện bỏ phong bì có niêm phong, gửi kèm Luận văn VP.Khoa trước bảo vệ 02 ngày MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG 1.1 MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1.1 GIỚI THIÊU CHUNG VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1.2 TÍNH CHẤT ĐẶC THÙ CỦA DỊCH VỤ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1.3 CÁC CÔNG NGHỆ CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1.4 TỔNG QUAN VỀ SDMA(SPACE DIVISION MULTIPLE ACCESS) 1.2 CÁC LOẠI NHIỄU 1.2.1 NHIỄU TRẮNG 1.2.2 NHIỄU XUYÊN KÝ TỰ (ISI) 1.2.3 NHIỄU LIÊN KÊNH ICI(INTERCHANNEL INTERFERENCE) 1.2.4 NHIỄU ĐỒNG KÊNH (CO-CHANNEL INTERFERENCE) 10 1.2.5 NHIỄU ĐA TRUY CẬP (MULTIPLE ACCESS INTERFERENCE) 11 1.3 CÁC LOẠI USER 13 1.3.1 USER CỐ ĐỊNH 13 1.3.1.1 TỐI ĐA TỶ LỆ TÍN HIỆU TRÊN NHIỄU 13 1.3.1.2 MINIMUM MEAN SQUARE ERROR 13 1.3.2 USER DI ĐỘNG 14 CHƯƠNG 2: ANTEN VÀ DÃY ANTEN 15 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ANTEN THÔNG MINH 15 2.2 ANTEN VÀ CÁC HỆ THÔNG ANTEN 17 2.2.1 ANTEN VÔ HƯỚNG 17 2.2.2 CÁC ANTEN ĐỊNH HƯỚNG 18 2.2.3 CÁC HỆ THỐNG PHÂN VÙNG(QUẠT) 19 2.3 CÁC HỆ THỐNG PHÂN TẬP 20 2.4 CÁC LOẠI HỆ THỐNG ANTEN THÔNG MINH 21 2.4.1 ANTEN CHÙM CHUYỂN MẠCH 22 2.4.2 ANTEN DÀN THÍCH NGHI 22 2.5 CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN 25 2.5.1 NHỮNG SUY LUẬN VỀ TRUYỀN SÓNG 25 2.5.2 ĐA ĐƯỜNG 25 2.5.3 SUY HAO ĐƯỜNG TRUYỀN 28 2.5.4 CÁC CƠ CHẾ LAN TRUYỀN CƠ BẢN 30 2.5.5 KÊNH TRUYỀN FADING LỌC TẦN SỐ VÀ PHẲNG 32 2.5.6 KÊNH TRUYỀN BIẾN ĐỒI NHANH VÀ CHẬM 33 2.5.7 KÊNH TRUYỀN RAYLEIGH VÀ RICEAN 34 2.6 KIẾN TRÚC CỦA HỆ THỐNG ANTEN THÔNG MINH 34 2.6.1 CÁC HỆ THỐNG ANTEN THÔNG MINH LÀM VIỆC NHƯ THẾ NÀO 34 2.6.2 XỬ LÝ HƯỚNG LÊN 36 2.6.3 XỬ LÝ HƯỚNG XUỐNG 36 2.7 CÁC HỆ THỐNG CHÙM TIA CHUYỂN MẠCH 37 CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI THUẬT XỬ LÝ TÍN HIỆU 42 3.1KHÁI NIỆM VỀ USER CỐ ĐỊNH 42 3.1.1 TỐI ĐA TỶ LỆ TÍN HIỆU TRÊN NHIỄU 42 3.1.2 MINIMUM MEAN SQUARE ERROR (MSE) 49 3.2 ADAPTIVE BEAMFORMING 52 3.2.1 LEAST MEAN SQUARES 52 3.2.2 SAMPLE MATRIX INVERSION 56 3.3.3 RECURSIVE LEAST SQUARES 59 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN 64 4.1 KHÁI NIỆM VỀ USER CỐ ĐỊNH 64 4.1.1ĐỐI VỚI MỘT TÍN HIỆU MONG MUỐN ĐẾN 64 4.1.2ĐỐI VỚI NHIỀU TÍN HIỆU MONG MUỐN ĐẾN 67 4.2 KHÁI NIỆM VỀ USER DI ĐỘNG 69 4.2.1 KHẢO SÁT SỰ ỔN ĐỊNH CỦA TÍN HIỆU USER DI ĐỘNG 69 4.2.2 KHẢO SÁT BÚP SÓNG DÃY ANTEN SAU KHI XÁC LẬP 77 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Phương thức hoạt động FDMA Hình 2: Phương thức hoạt động TDMA Hình 3: Cấu trúc mạng thông tin di động số Hình 4: So sánh FDMA, TDMA, CDMA Hình 5: Hiện tượng nhiễu trắng Hình 6: Nhiễu liên ký tự Hình 7: Nhiễuxuyên kênh hai sóng mang kề 10 Hình 8: Nhiễu đồng kênh hệ thống cellular 11 Hình 9: Dãy anten với ba phần tử với tín hiệu mong muốn can nhiễu 13 Hình 10: MSE hệ thống thích nghi 14 Hình 11: Anten vơ hướng vùng phủ 17 Hình 12: Anten định hướng vùng bao phủ 19 Hình 13: Anten quạt vùng phủ 19 Hình 14: Phân tập chuyển mạch vùng phủ 20 Hình 15: Kết hợp phân tập vùng phủ 21 Hình 16: Vùng phủ anten chùm 22 Hình 17: Vùng phủ anten dàn thích nghi 23 Hình 18: Hiệu ứng đa đường 25 Hình 19: Tín hiệu đa đường pha 26 Hình 20: Hiệu ứng fading Rayleigh 26 Hình 21: Triệt tiêu pha 27 Hình 22: Đa đường gây nên trải trễ 27 Hình 23: Nhiễu giao thoa đồng kênh mạng tế bào 28 Hình 24: Tín hiệu phát theo nhiều đường tới phía thu 30 Hình 25: Kênh truyền chọn lọc tần số biến đổi theo thời gian 31 Hình 26: Tín hiệu tới phía thu theo L đường 32 Hình 27: Kênh truyền thay đổi theo thời gian 33 Hình 28: Hướng xạ cực đại búp sóng 35 Hình 29: Búp sóng phụ anten 35 Hình 30: Búp sóng phụ 38 Hình 31: Vùng phủ với chùm chuyển mạch anten thích nghi 39 Hình 32: Xử lý khơng gian đầy đủ hỗ trợ hai thuê bao kênh 41 Hình 33: Dãy anten gồm phần tử với tín hiệu mong muốn can nhiễu 42 Hình 34: Hủy bỏ búp sóng phụ dãy anten 43 Hình 35: Búp sóng mong muốn đến xấp xỉ 0o can nhiễu xấp xỉ -15◦ 25◦ 45 Hình 36: Dãy anten truyền thống băng tần hẹp 45 Hình 37: Các mơ hình tối đa SIR 48 Hình 38: MSE hệ thống thích nghi 49 Hình 39: Bề mặt bậc hai phương pháp MSE 50 Hình 40: MSE tối thiểu phần tử anten 51 Hình 41: Tầm quan trọng trọng số mảng 55 Hình 42: Sự sai lệch tín hiệu ngõ 56 Hình 43: Trọng số mảng LMS 57 Hình 44: Mơ hình trọng số mảng SMI 59 Hình 45: Thành phần ma trận tương quan cách sử dụng SMI RLS 61 Hình 46: Mơ hình búp sóng thích nghi phương pháp RLS 63 Hình 47:Đồ thị hiển thị búp sóng dãy anten gồm phần tử (1 user) 64 Hình 48: Đồ thị hiển thị búp sóng dãy anten gồm phần tử (1 user) 65 Hình 49: Đồ thị hiển thị búp sóng dãy anten gồm 12 phần tử (1 user) 65 Hình 50: Đồ thị hiển thị búp sóng dãy anten gồm phần tử (đa user) 67 Hình 51: Đồ thị hiển thị búp sóng dãy anten gồm 12 phần tử (đa user) 68 Hình 52: Trọng số thay đổi theo số bước lặp với M=5 phần tử anten 70 Hình 53: Dạng sóng tín hiệu theo số lần lặp với M=5 phần tử anten 70 Hình 54: Đồ thị hiển thị búp sóng nhận sau khoảng thời gian xác lập với M=5 phần tử anten 71 Hình 55: Sự sai lệch tín hiệu ngõ tạo búp sóng thích nghi tín hiệu chuẩn với K =56, μ =0.0289 71 Hình 56: Trọng số thay đổi theo số bước lặp, xác lập với K=14 72 Hình 57: Dạng sóng tín hiệu theo số lần lặp với K=14 73 Hình 58: Trọng số thay đổi theo số bước lặp, xác lậpvới K=47 73 Hình 59: Dạng sóng tín hiệu theo số lần lặp với K=47 74 Hình 60: Trọng số thay đổi theo số bước lặp, xác lậpvới K=56 74 Hình 61: Dạng sóng tín hiệu theo số lần lặp với K=56 75 Hình 62: Trọng số thay đổi theo số bước lặp,xác lậpvới K=61 75 Hình 63: Dạng sóng tín hiệu theo số lần lặp với K=61 76 Hình 64: Trọng số thay đổi theo số bước lặp, xác lậpvới K=71 76 Hình 65: Dạng sóng tín hiệu theo số lần lặp với K=71 77 Hình 66: Đồ thị hiển thị búp sóng củanhận dãy anten gồm phần tử 77 Hình 67: Trọng số thay đổi theo số bước lặp dãy anten gồm phần tử 78 Hình 68: Đồ thị hiển thị búp sóng củanhận dãy anten gồm 12 phần tử 78 Hình 69: Trọng số thay đổi theo số bước lặp dãy anten gồm 12 phần tử 79 ĐỀ TÀI: GIẢM CAN NHIỄU - TĂNG DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG TRONG THỐNG TIN KHƠNG DÂY DÙNG KỸ THUẬT SDMA Hình 69:Trọng số thay đổi theo số bước lặpcủa dãy anten gồm 12 phần tử Dựa kết mô ta có bảng số liệu: M Độ rộng 3dB SLL 35.440 1/0.2774=3.644 20.730 1/0.2329=4.293 12 13.410 1/0.226=4.425 Với: SLL tỉ số búp sóng búp sóng phụ cao Độ rộng 3dB độ rộng khoảng búp sóng Đối với hệ số tín hiệu nhiễu SIRin=0.5 (SIRin1 tỷ lệ tín hiệu nhiễu đầu tăng tỷ lệ thuận với số anten lớn nhiều so với SIRin