hệ thống w-cdma và các thuật toán beamforming

CHƯƠNG 1 HỆ THỐNG MẠNG DI ĐỘNG WCDMA Giới thiệu chung Trong những năm gần đây, công nghệ không dây là chủ đề được nhiều chuyên gia quan tâm trong lĩnh vực máy tính và truyền thông. Trong thời gian này công nghệ này được rất nhiều người sử dụng và đã trải qua rất nhiều thay đổi. Quá trình thay đổi thể hiện qua các thế hệ:  Thế hệ không dây thứ nhất là thế hệ thông tin tương tự sử dụng công nghệ đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA).  Thế hệ thứ 2 sử dụng kỹ thuật số với công nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) và phân chia theo mã (CDMA).  Thế hệ thứ 3 ra đời đánh giá sự nhãy vọt nhanh chóng về cả dung lượng và ứng dụng so với các thế hệ trước đó, và có khả năng cung cấp các dịch vụ đa phơng tiện gói. 1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 chỉ hổ trợ các dịch vụ thoại tương tự và sử dụng kỹ thuật điều chế tương tự để mang dữ liệu thoại của mỗi người, và sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA). Với FDMA, khách hàng được cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong lĩnh vực tần số. Sơ đồ báo hiệu của hệ thống FDMA khá phức tạp, khi MS bật nguồn để hoạt động thì nó dò sóng tìm đến kênh điều khiển dành riêng cho nó. Nhờ kênh này, MS nhận được dữ liệu báo hiệu gồm các lệnh về kênh tần số dành riêng cho lưu lượng người dùng . Trong trường hợp số thuê bao nhiều hơn số lượng kênh tần số có thể, thì một số người bị chặn lại không được truy cập. Phổ tần số quy định cho liên lạc di động được chia thành 2N dải tần số kế tiếp, và được cách nhau bởi một dải tần số phòng vệ . Mỗi dải tần số được gán cho một kênh liên lạc. N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hướng lên, sau một dải tần phân cách là N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hướng xuống. Đặc điểm : - Mỗi MS được cấp phát một đôi kênh liên lạc trong suốt thời gian thông tuyến. - Nhiễu giao thoa do các kênh lân cận là đáng kể. - BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS. 1 Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di động AMPS (Advanced Mobile Phone System). Hệ thống di động này sử dụng phương pháp đa truy cập đơn giản. Tuy nhiên, hệ thống không thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng của người dùng về cả dung lượng và tốc độ. Vì thế, hệ thống di động thứ 2 ra đời được cải thiện về cả dung lượng và tốc độ. 1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 2 Với sự phát triển nhanh chóng của thuê bao, hệ thống thông tin di động thế hệ 2 được đưa ra để đáp ứng kịp thời số lượng lớn các thuê bao di động dựa trên công nghệ số. Tất cả hệ thống thông tin di động thế hệ 2 sử dụng phương pháp điều chế số và sử dụng 2 phương pháp đa truy cập : - Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA. - Đa truy cập phân chia theo mã CDMA. Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA: Phổ quy định cho liên lạc di động được chia thành các dải tần liên lạc, mỗi dải tần liên lạc này được dùng cho N kênh liên lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe thời gian trong chu kì một khung. Các thuê bao khác nhau dùng chung kênh nhờ cài xen khe thời gian, mỗi thuê bao được cấp phát cho một khe thời gian trong cấu trúc khung. Đặc điểm: - Tín hiệu của thuê bao được truyền dẫn số . - Liên lạc song công mỗi hướng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau, trong đó một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ trạm gốc đến các máy di động và một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ máy di động đến trạm gốc. Việc phân chia tần số như vậy cho phép các máy thu và máy phát có thể hoạt động cùng một lúc mà không có sự can nhiễu lẩn nhau. - Giảm số máy thu ở BTS. - Giảm nhiểu giao thoa. Hệ thống TDMA điển hình là hệ thống di động toàn cầu GSM. Máy di động kỹ thuật số TDMA phức tạp hơn FDMA. Hệ thống xử lý số đối với tín hiệu trong MS tương tự có khả năng xử lý không quá 10 6 lệnh trong 1 giây, còn trong MS số TDMA phải có khả năng xử lý 50.10 6 lệnh trong 1 giây. Đa truy cập phân chia theo mã CDMA: Trong thông tin di động CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều người sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi mà không sợ gây nhiễu lẫn nhau. Những người sử dụng nói trên được phân biệt với nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên PN, được cấp phát khác nhau cho mỗi người sử dụng. 2 Đặc điểm - Dải tần tín hiệu rộng . - Sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp. - Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cường độ trường rất nhỏ và chống fading hiệu quả hơn TDMA và FDMA. - Việc các thuê bao trong cùng cell dùng chung tần số khiến cho thiết bị truyền dẫn đơn giản và việc thay đổi , chuyển giao, điều khiển dung lượng cell thực hiện rất linh hoạt . 1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3: Để đáp ứng kịp thời các dịch vụ ngày càng phong phú và đa dạng của người sử dụng, từ đầu thập niên 90 người ta đưa ra hệ thống thông tin di động tổ ong thế hệ thứ 3. Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 với tên gọi ITM-2000 đưa ra các muc tiêu chính sau: - Tốc độ truy nhập cao để đảm bảo các dịch vụ băng rộng như truy cập Internet nhanh hoặc các dịch vụ đa phương tiện. - Linh hoạt để đảm bảo các dịch vụ mới như đánh số cá nhân và điện thoại vệ tinh. Các tính năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể tầm phủ sóng của các hệ thống thông tin di động. - Tương thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để đảm bảo sự phát triển liên tục của thông tin di động. 3G hứa hẹn tốc độ truyền dẫn lên tới 2.05 Mbps cho người dùng tĩnh , 384 Kbps cho người dùng di chuyển chậm và 128 Kbps cho người dùng trên moto. Công nghệ 3G dùng sóng mang 5MHz chứ không phải là sóng mang 200KHz như của CDMA nên 3G nhanh hơn rất nhiều so với công nghệ 2G và 2,5G. Nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ 3 ITM-2000 đã được đề xuất, trong đó 2 hệ thống WCDMA và cdma-2000 đã được ITU chấp thuận và đang được áp dụng trong những năm gần đây. Các hệ thống này đều sử dụng công nghệ CDMA, điều này cho phép thực hiện tiêu chuẩn toàn thế giới cho giao diện thông tin vô tuyến. 1.4 Lộ trình phát triển từ hệ thống thông tin di động thế hệ 2 (GSM) lên WCDMA 3 Hình 1.1. Các giải pháp nâng cấp hệ thống 2G lên 3G Để đảm bảo ứng dụng được các dịch vụ mới về truyền thông máy tính và hình ảnh đồng thời đảm bảo tính kinh tế , hệ thống thông tin di động thế hệ 2 sẽ được chuyển đổi sang thế hệ 3. Quá trình đó được tổng quát trên hình 1.1. Lộ trình phát triển từ GSM lên WCDMA như sau: Ký hiệu:  GSM: Global System for Mobile Communication: Hệ thống thông tin di động toàn cầu.  HSCSD: Hight Speed Circuit Switched Data: Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao.  GPRS: General Packet Radio Services: Dịch vụ gói vô tuyến chung.  WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access: Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng. 1.5 Tổng quan về mạng WCDMA WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access: Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng) là một trong những hệ thống thông tin di động thế hệ 3, sử dụng công nghệ CDMA. Công nghệ CDMA ( Code Division Multiple Access: Đa truy cập phân chia theo mã), là một công nghệ không dây, số sử dụng kỹ thuật trải phổ để phân tần tín hiệu vô tuyến trong một dãi tần số rộng. Trong công nghệ CDMA, nhiều người sử dụng chung một thời gian và tần số. Mã PN (giả ngẫu nhiên) với sự tương quan chéo thấp, được ấn định cho mỗi người sử dụng. Người sử dụng truyền tín hiệu nhờ trải phổ tín hiệu truyền có sử dụng mã PN đã ấn định. Đầu thu tạo ra một dãy PN như đầu phát và khôi phục lại tín hiệu dự định nhờ việc trải phổ ngược các tín hiệu đồng bộ thu được. Cũng giống như TDMA, WCDMA là một trong nhiều công nghệ chủ đạo để mạng thông tin di động hoạt động. Nó cũng được biết như là một giao diện vô tuyến hay công nghệ đa truy xuất. WCDMA là một giao diện vô tuyến phức tạp và tiên tiến trong lĩnh vực thông tin di động. WCDMA có 2 chế độ khác nhau là FDD và TDD. Khả năng làm việc được ở cả hai chế độ FDD và TDD cho phép sử dụng hiệu quả phổ tần được cấp phát ở các vùng khác nhau. • FDD (Frequency Division Duplex): là phương pháp ghép song công trong đó truyền dẫn đường lên và đường xuống sử dụng hai tần số riêng biệt. Ở FDD đường 4 GSM WCDM A HSCSD GPRS Hình 1.2 Lộ trình phát triển từ GSM lên WCDMA lên và đường xuống sử dụng hai băng tần khác nhau. Hệ thống được phân bố một cặp băng tần riêng biệt • TDD (Time Division Duplex): là phương pháp ghép song công trong đó đường lên và đường xuống được thực hiện trên cùng một tần số bằng cách sử dụng những khe thời gian luân phiên. Ở TDD các khe thời gian trong các kênh vật lý được chia thành hai phần : phần phát và phần thu. Thông tin đường xuống và đường lên được truyền dẫn luân phiên. 1900 1920 1980 2020 2025 2110 2170 (MHz) TDD RX/TX FDD Uplink TDD RX/TX FDD Downlink Khả năng làm việc của cả hai chế độ FDD và TDD cho phép sử dụng hiệu quả phổ tần được cấp phát ở các vùng khác nhau. Ba thông số cơ bản của mạng WCDMA:  Lớp truy nhập: được tạo ra bởi các trạm gốc (node B) và các bộ điều khiển mạng vô tuyến khác nhau để phân tích và điều khiển lưu lượng vô tuyến.  Mạng lõi có hai vai trò chính :  Giải quyết việc định hướng hay định tuyến đến nơi mà cuộc gọi hoặc số liệu gửi đến. Phương tiện cơ bản là sử dụng hệ thống chuyển mạch để định tuyến thông tin qua một số máy chủ khác nhau xung quanh mạng.  Là một mạng đường trục và giải quyết các chức năng kỹ thuật, khả năng truy nhập thuận tiện tới mạng số liệu gói khác, cung cấp một giao diện với Internet và phân loại thông tin tính cước và bảo mật.  Lớp dịch vụ điều khiển các ưu tiên, các đặc tính và khả năng truy nhập cơ bản của thuê bao tới các dịch vụ nâng cao đã làm cho 3G có một vị trí tuyệt vời. 5 f 5MHz Đường lên Đường xuống Đường lên Đường xuống Khoảng Bảo vệ 5MHz t t f FDD TDD Hình 1.3 Phân bố tần số FDD và TDD 1.5.1 Các thông số chính của W-CDMA  WCDMA là một phương pháp đa truy xuất vô tuyến phân chia theo mã trải phổ trực tiếp dải rộng, nghĩa là các bit thông tin của các user được trải đều ra trên một dải thông rộng bằng việc nhân dữ liệu của user với các mã ngẫu nhiên (gọi là chip) nhận được trải phổ trong WCDMA.  Tốc độ chip 3.84Mcps được sử dụng cho ghép dải thông sóng mang xấp xỉ tới 5MHz. Dải thông sóng mang của WCDMA rộng như thế gắn liền với tốc độ dữ liệu của uesr cao và còn có hiệu quả nâng cao khả năng phân tập tần số. Các nhà quản lý mạng có thể tăng dung lượng nhờ dải thông của sóng mang là 5MHz. Khoảng cách các sóng mang có thể chọn trên những khoảng 200KHz giữa khoảng 4.4 đến 5MHz tuỳ thuộc vào nhiễu giữa các sóng mang.  WCDMA cung cấp tốc độ khả biến cho các user rất cao, hiểu theo cách khác chính là dải thông theo yêu cầu cũng được cung cấp. Mỗi user được cung cấp một khung giây có chu kỳ 10ms trong khi tốc độ dữ liệu vẫn giữ nguyên không đổi. Tuy nhiên dung lượng dữ liệu có thể thay đổi từ khung này đến khung khác.  WCDMA cung cấp hai chế độ hoạt động cơ bản là FDD và TDD. Trong FDD các khoảng tần số sóng mang 5MHz được sử dụng cho sóng mang hướng lên và hướng xuống riêng rẽ, trong khi đó TDD chỉ có một khoảng 5MHz được dùng cho cả hướng lên và hướng xuống.  WCDMA cung cấp hoạt động bất đồng bộ cho các trạm gốc và do đó không giống như hệ thống đồng bộ IS-95 CDMA, nó không cần thời gian chuẩn trên toàn cầu GPS.  WCDMA dùng tách sóng kết hợp cho hướng lên và hướng xuống nhờ các ký hiệu hoa tiêu hay kênh hoa tiêu chung, dẫn tới tăng dung lượng và vùng phủ sóng .  WCDMA được thiết kế để phát triển nâng cấp cho chuẩn GSM vì vậy có thể chuyển giao giữa mạng GSM và mạng WCDMA. Phương thức đa truy xuất . DS-CDMA. Phương pháp ghép song công. FDD/TDD. Đồng bộ trạm gốc. Hoạt động bất đồng bộ. Tốc độ chip. 3.84Mcps. Độ dài khung . 10ms. Ghép dịch vụ. Đa dịch vụ với yêu cầu chất lượng dịch vụ khác nhau được ghép trên một kết nối. Đa tốc độ. Hệ số trải phổ khả biến và đa mã. Tách sóng. Tách sóng kết hợp nhờ sử dụng kênh hoa tiêu. 1.5.2 Những đặc điểm then chốt của WCDMA 6 Giao diện vô tuyến trên cơ sở CDMA băng rộng tạo cơ hội thiết kế hệ thống có những đặc tính đáp ứng nhu cầu của thế hệ thứ 3. Những đặc điểm chủ yếu trong hệ thống WCDMA là :  Cải thiện những hệ thống thế hệ thứ 2 bao gồm: cải thiện dung lượng, cải thiện vùng phủ sóng, bao gồm cả khả năng di chuyển những dịch vụ thế hệ thứ 2 sang thế hệ thứ 3.  Tính linh hoạt cao của dịch vụ bao gồm: Có các dịch vụ tốc độ bit cực đại trên 2 Mb/s và các dịch vụ ghép song song trên một kết nối.  Thực hiện truy nhập gói hiệu quả và tin cậy.  Tính linh hoạt cao của vận hành bao gồm: Hỗ trợ hoạt động không đồng bộ giữa các trạm gốc nên triển khai thuận lợi trong nhiều môi trường. Hỗ trợ một cách có hiệu quả dạng hoạt động khác chẳng hạn cấu trúc ô có bậc. Sử dụng kỷ thuật tiến bộ như phối hợp anten dàn và tách người dùng. Mô hình TDD được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong môi trường không kết hợp.  Cải thiện dung lượng: Độ rộng băng tần lớn của WCDMA làm tăng hiệu suất vốn có trên các hệ thống tế bào trước đó do nó làm giảm fading của tín hiệu vô tuyến. Ta biết rằng WCDMA sử dụng điều chế kết hợp ở đường lên, đây là tính năng không thể thực hiện được ở trong các hệ thống CDMA tế bào. Điều khiển công suất chắc chắn ở đường xuống sẽ có hiệu suất hoàn hảo, đặc biệt ở môi trường trong nhà và môi trường ngoài trời có tốc độ thấp. Nói chung, đối với dịch vụ thoại, sự cải thiện này là một bước tiến vì đây là một trong hai yếu tố làm tăng dung lượng cell của WCDMA. 1.5.3 Ảnh hưởng của nhiễu lên hệ thống WCDMA Trong kênh thông tin vô tuyến lý tưởng, tín hiệu thu được chỉ bao gồm một tín hiệu đến trực tiếp. Song, trong thực tế điều đó là không thể xảy ra, tín hiệu sẽ bị thay đổi trong suốt quá trình truyền, tín hiệu thu được sẽ là sự kết hợp các thành phần khác nhau: tín hiệu suy giảm, khúc xạ, nhiễu xạ của các tín hiệu khác… WCDMA là hệ thống di động vô tuyến nên sẽ bị ảnh hưởng bởi điều đó. Sau đây là mô hình của hai loại nhiễu chính, đó là nhiễu fadinh nhiều tia và nhiễu giao thoa. 7 Hình 1.4 Các tín hiệu đa đường Hình 1.5 Các tín hiệu nhiễu giao thoa Để làm giảm các ảnh hưởng của các loại nhiễu trên, trong WCDMA có nhiều kỹ thuật xử lý đó là: mã hoá kênh, điều chế, trải phổ, phân tập…Trong đồ án này ta sẽ đi nghiên cứu các kỹ thuật phân tập tín hiệu. 1.5.4 Tính đa dạng phân tập trong WCDMA Trong hệ thống điều chế băng hẹp như điều chế FM tương tự ,sử dụng trong hệ thống thông tin di động tổ ong đầu tiên thì tính đa đường tạo nên fading nghiêm trọng. Tính nghiêm trọng của đa đường fading được giảm đi trong điều chế CDMA băng rộng ,vì các tín hiệu qua các đường khác nhau được thu nhận một cách độc lập .Nhưng hiện tượng đa đường xảy ra một cách liên tục trong hệ thống này do fading đa đường không thể loại trừ hoàn toàn được vì với các hiện tượng fading xảy ra một cách liên tục đó thì bộ điều chế không thể xử lí tín hiệu thu một cách độc lập được. Phân tập là một hình thức tốt để làm giảm fading,có 3 loại phân tập là theo tần số ,theo thời gian và theo khoảng cách .Phân tập theo thời gian đạt được nhờ sử dụng việc chèn và mã sữa sai .Phân tập theo thời gian có thể được áp dụng cho tất cả các hệ thống có tốc độ mã truyền dẫn cao mà thủ tục sửa sai yêu cầu. Hệ thống 8 CDMA băng rộng ưứngduụngviệc phân tập theo tần số nhờ việc mở rộng khả năng báo hiệu trong một băng tần rộng và fading liên hợp với tần số thường có ảnh hưởng đến băng tần báo hiệu(200-300kHz). Nhưng với một băng tần rộng thì fading ít ảnh hưởng đến tín hiệu hơn .Phân tập theo khoảng cách hay đường truyền thường đạt được theo 3 phương pháp sau: -Thiết lập nhiều đường báo hiệu(chuyển vùng mềm) để kết nối máy di động với 2 hoặc nhiều trạm gốc BTS. -Sử dụng môi trường đa đường qua chức năng trải phổ giống như bộ thu quét thu nhận và tổ hợp các tín hiệu phát với các tín hiệu phát khác trễ thời gian. -Đặt nhiều anten tại BS (anten mảng). Phân tập theo khoảng cách có thể dễ dàng được áp dụng đối với hệ thống TDMA và FDMA. Phân tập theo thời gian có thể được áp dụng cho tất cả các hệ thống số có tốc độ mã truyền dẩn cao mà thủ tục sữa sai yêu cầu. Phân tập theo tần số có thể dể dàng được áp dụng cho hệ thống CDMA. Bộ điều khiển đa đường tách dạng sóng nhờ sử dụng bộ tương quan song song. Máy di động sử dụng 3 bộ tương quan ,BTS sử dụng 4 bộ tương quan. Máy thu có bộ tương quan song song gọi là máy thu quét (Rake), nó xác định tín hiệu thu theo mỗi đường và tổ hợp, giải điều chế tất cả các tín hiệu thu được. Fading có thể xuất hiện ở các đường tín hiệu thu nhưng không có sự tương quan giữa các đường tín hiệu thu.Vì vậy tổng các tính hiệu thu được có độ tin cậy cao vì rất ít có fading đồng thời giữa cá đường tín hiệu thu được. Nhiều bộ tách tương quan có thể áp dụng một cách đồng thời cho hệ thống thông tin có 2 BTS sao cho có thể thực hiện chuyển vùng mềm cho thuê bao di động. Các kỹ thuật phân tập:  Phân tập thời gian: Đây là phương pháp phân tập cơ bản nhất, dùng những khe thời gian tại những thời điểm khác nhau để truyền cùng một tín hiệu ban đầu, như vậy tại đầu thu ta có thể nhận được nhiều bản sao của một tín hiệu tại nhiều thời điểm. Hoặc cùng một tín hiệu thu, có thể được thu theo nhiều khoảng thời gian trễ khác nhau để chọn ra được tín hiệu thu tốt nhất.  Phân tập tần số: Nguyên lý cơ bản của bất kỳ loại sóng nào (cả sóng cơ và sóng điền từ ) thì chỉ giao thoa với nhau khi có cùng tần số hay vùng tần số lân cận. Phân tập tần số dựa vào đặc tính này, dùng nhiều tần số khác nhau để truyền cùng một tín hiệu, như vậy tại đầu thu sẽ thu được cùng một tín hiệu tại nhiều tần số khác nhau. 9  Phân tập không gian ( hay phân tập anten ): Trong kiểu phân tập này chúng ta dùng nhiều anten đặt tại nhiều vị trí khác nhau, có độ phân cực khác nhau để truyền hay thu cùng một tín hiệu. Phương pháp này sẽ không làm mất độ rộng băng thông của hệ thống. Kết luận chương Chương này đã giới thiệu tổng quan về các thế hệ thông tin di động, đặc biệt là hệ thống WCDMA, các ảnh hưởng của nhiểu trong hệ thống di động. Cuối chương là phần giới thiệu về các kỹ thuật phân tập để giảm bớt nhiễu trong hệ thống vô tuyến. Trong chương tiếp theo sẽ đi sâu nghiên cứu về kỹ thuật phân tập không gian và thời gian. 10 [...]... THUẬT TOÁN BEAMFORMING Giới thiệu chương Chương này chúng ta sẽ đi sâu tìm hiểu các thuật toán khác nhau để giải bài toán tìm vector trọng lượng w của mảng anten theo các kỹ thuật khác nhau đó là kỹ thuật MSNR ,MSINR và MMSE Đối với 2 kỹ thuật MSNR và MSINR thì việc giải bài toán tìm w được thực hiện bằng cách tìm vector riêng của ma trận (bài toán SE đối với kỹ thuật MSNR và bài toán GE đối với kỹ thuật. .. với góc đến là 60 o và -60o Sau đây là biểu đồ minh hoạ cho 2 phương pháp: 29 Hình 3.1 Biểu đồ thể hiện đồ thị bức xạ của anten ULA theo các kỹ thuật MSINR và MMSE Hình 3.2 Giản đồ BER theo các kỹ thuật MSINR và MMSE 30 Kết luận chương Trong chương này chúng ta đã nghiên cứu các kỹ thuật khác nhau trong bộ Beamfermer Các kỹ thuật đó là MSNR, MSINR và MMSE Trong đó hai kỹ thuật MSNR và MSINR đều dùng... bài toán tìm giá trị riêng của ma trận, còn kỹ thuật MMSE thì dựa vào tính tương quan giữa tín hiệu thu và tín hiệu mẫu Mục đích chính của 3 kỹ thuật trên đều là làm giảm tỷ số tín hiệu/nhiễu tại đầu ra của bộ thu Beamformer Mỗi kỹ thuật trên đều có những lợi điểm khác nhau ở cấp độ tính toán Trong chương tiếp chúng ta sẽ nghiên cứu các thuật toán khác nhau cho từng kỹ thuật trên 31 CHƯƠNG 4 CÁC THUẬT... ,mảng tròn hay mảng phẳng Mảng đường và mảng tròn là trường hợp đặc biệt của mảng phẳng Góc phát xạ của một mảng được xác định dựa vào góc phát xạ của các anten thành phần , vào sự định hướng , vào vị trí của các anten , vào biên độ và pha của tín hiệu đến Nếu các anten của mảng là đẳng hướng thì góc phát xạ của mảng sẽ chỉ phụ thuộc vào cấu trúc không gian của mảng và tín hiệu đến mảng [3] Trong trường... tín hiệu được tính như sau : χ max = max và băng 3 × 5.10 6 =0.0037 2 × 2000.10 6 Như vậy giả thiết narrowband phù hợp với hệ thống W-CDMA 2.3 Kỹ thuật Beamformer Beamforming là một kỷ thuật xử lý không gian chung nhất được thực hiện trong những anten mảng Trong hệ thống mạng di động tổ ong, tín hiệu hữu ích của một cell thường bị tín hiệu các cell khác trộn lẫn vào gây nên hiện tượng nhiễu giao thoa... Eigen -Beamforming không có bộ điều chế pha , không có bộ tách sóng coherent 3.3 Kỹ thuật MSINR Beamforming Phần này ta sẽ đề cập đến kỹ thuật Eigen -Beamforming xác định MSINR tại đầu ra của beamformer Trong phần trước chúng ta đã nói đến kỹ thuật MSNR với điều tốt nhất là tín hiệu giao thoa và nhiễu là không gian trắng Nhưng trong hệ thống mạng WCDMA, các user khác nhau có data rate khác nhau, với hệ. .. hơn khi tính toán tích 2 vector có kích thước (N-1) × 1 Ta định nghĩa O(ηN ) là một đại lượng để đánh giá độ phức tạp trong tính toán của các phép tính scalar, với η là số lần thực hiện tích tích scalar, N là kích thước của vector Trong tài liệu này chúng ta sẽ sử dụng O(ηN ) làm đơn vị để so sánh độ phức tạp trong tính toán của các thuật toán 4.2 Thuật toán cho kỹ thuật MSNR Trong kỹ thuật MSNR có... động tổ ong CDMA và hệ thống OFDM Ba kỹ thuật chính được giới thiệu trong chương này là: tối ưu tỉ số tín hiệu trên nhiễu (MSNR),tối ưu tỉ số tín hiệu /nhiễu giao thoa và nhiễu nhiệt (MSINR) và kỹ thuật tối thiểu trung bình bình phương sai lệch (MMSE) Mở đầu chương với việc đi tìm hiểu kỹ thuật MSNR với giải pháp giá trị riêng đơn giản SE Sau đó xét đến kỹ thuật MSINR với giải pháp nhóm các giá trị riêng... thuật MSINR), còn đối với kỹ thuật MMSE thì thực hiện theo nguyên lý tìm w sao cho trung bình bình phương sai lệch giữa tín hiệu thu và tín hiệu mẫu là nhỏ nhất Có nhiều phương pháp để thực hiện các kỹ thuật trên Sau đây ta sẽ nghiên cứu các phương pháp đó 4.1 Định nghĩa ma trận đánh giá độ phức tạp tính toán Trước khi đi nghiên cứu các thuật toán để giải quyết vấn đề các giá trị riêng đơn giản, chúng... thoa và nhiễu fading lên tín hiệu thu Tổ hợp giao gian Trong chương tiếp sẽ giới thiệu các kỹWL thuật khác nhau để xử lý phân tập không * giane t −bộLthu Beamformer trong τ ( ) e (t − τ ( ( ) ) ( ) ) e* ( t − τ L ) Hình 2.5 Bộ thu Beamformer-Rake 20 CHƯƠNG 3 CÁC KỸ THUẬT BEAMFORMING 3.1 Giới Thiệu Trong chương này sẽ giới thiệu những kỹ thuật khác nhau có thể được áp dụng cho Beamforming trong hệ thống . ứng dụng so với các thế hệ trước đó, và có khả năng cung cấp các dịch vụ đa phơng tiện gói. 1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 chỉ hổ trợ các dịch vụ thoại. chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ 3 ITM-2000 đã được đề xuất, trong đó 2 hệ thống WCDMA và cdma-2000 đã được ITU chấp thuận và đang được áp dụng trong những năm gần đây. Các hệ thống. băng thông của hệ thống. Kết luận chương Chương này đã giới thiệu tổng quan về các thế hệ thông tin di động, đặc biệt là hệ thống WCDMA, các ảnh hưởng của nhiểu trong hệ thống di động. Cuối