Mô hình che khuất loga chuẩn Áp dụng: Cho phép ước lượng mức tín hiệu thu như một hàm của khoảng cách Dự đoán SNR phục vụ thiết kế hệ thống thông tin di động Đặc điểm: Mất mát trung bình tỷ lệ với loga khoảng cách dd0 và số mũ n (phụ thuộc môi trường cụ thể) Mất mát lan truyền tại một vị trí cụ thể là một giá trị ngẫu nhiên có phân bố loga chuẩn quanh giá trị mất mát trung bình
ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 1 Mô hình che khuất loga chuẩn Giảng viên: PGS.TS Trịnh Anh Vũ Nhóm 3: Nguyễn Danh Đông Nguyễn Thúy Quỳnh Nguyễn Trần Tuấn ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 2 Mô hình che khuất loga chuẩn • Áp dụng: - Cho phép ước lượng mức tín hiệu thu như một hàm của khoảng cách - Dự đoán SNR phục vụ thiết kế hệ thống thông tin di động • Đặc điểm: - Mất mát trung bình tỷ lệ với loga khoảng cách d/d 0 và số mũ n (phụ thuộc môi trường cụ thể) - Mất mát lan truyền tại một vị trí cụ thể là một giá trị ngẫu nhiên có phân bố loga chuẩn quanh giá trị mất mát trung bình ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 3 Mô hình suy hao theo loga khoảng cách • Nhận xét: - Công suất trung bình của tín hiệu thu giảm theo loga khoảng cách. - Hệ số mũ suy hao (n) do lan truyền phụ thuộc vào môi trường cụ thể: - Công thức suy hao trung bình tổng quát: Môi trường Hệ số mũ suy hao (n) Không gian tự do 2 Vùng đô thị 2,7 – 3,5 Vùng đô thị bị che khuất 3 – 5 += 0 0 _______ log10)()( d d ndPLdBPL ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 4 Mô hình che khuất loga chuẩn • Đặt vấn đề: - Mô hình suy hao theo loga khoảng cách không tính đến sự phức tạp của môi trường xung quanh đối với đầu phát và đầu thu. - Sự phức tạp của môi trường xung quanh là không đồng nhất. => Suy hao theo khoảng cách d tại một vị trí cụ thể là một giá trị ngẫu nhiên có phân bố loga chuẩn quanh giá trị suy hao trung bình phụ thuộc khoảng cách ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 5 Mô hình che khuất loga chuẩn • Công thức suy hao theo khoảng cách d tại một vị trí cụ thể : n: hệ số mũ suy hao phụ thuộc môi trường d: khoảng cách truyền d 0: khoảng cách tham chiếu X σ: biến ngẫu nhiên phân bố Gauss trung bình zero với độ lệch chuẩn σ. σσ X d d ndPLXdPLdPL + +=+= 0 0 _______ log10)()()( ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 6 Xác định phần trăm vùng phủ sóng • R: bán kính vùng phủ sóng hình tròn (trạm gốc là tâm tròn). • γ: ngưỡng tín hiệu thu mong muốn. • U(γ): % diện tích của hình tròn có mức tín hiệu > γ • Pr[P r (r)>γ]: xác suất để tín hiệu thu ngẫu nhiên tại khoảng cách d=r vượt quá ngưỡng γ Bài toán: tìm quan hệ U(γ) ~ Pr[P r (R)>γ] ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 7 Xác định phần trăm vùng phủ sóng • Khi đó, U(γ) được tính như sau: • Xác xuất được tính thông qua hàm lỗi như sau: ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 8 Xác định phần trăm vùng phủ sóng • Hàm Q: – Nếu X là biến ngẫu nhiên Gauss với trung bình và độ lệch chuẩn – Trong đó Q là hàm định nghĩa bởi: • Hàm erf: ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 9 Xác định phần trăm vùng phủ sóng • Sử dụng công thức tham chiếu với khoảng cách tại biên (r = R): • Ta có: • Đặt: và: • Ta được: ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 10 Xác định phần trăm vùng phủ sóng • Bằng cách biến đổi: t = a + b.log(r/R), ta tính được tích phân: • Chọn mức tín hiệu ở biên: P r (R) = γ (tức là a = 0). Khi đó, U(γ) sẽ còn: [...]... ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 16 Kết luận • Mô hình che khuất loga chuẩn có suy hao là một giá trị ngẫu nhiên có phân bố Gauss xung quanh giá trị mất mát trung bình tỷ lệ với loga khoảng cách (d/d 0) và số mũ mất mát lan truyền n d PL(d ) = PL(d ) + X σ = PL (d 0 ) + 10n log + X σ d 0 • Sử dụng để ước lượng công suất tín hiệu thu • Dự đoán phần trăm di n tích trong vùng bán kính R... Viễn Thông 12 Ví dụ Giả sử mô hình truyền sóng là che khuất chuẩn loga, d0 = 100m Tìm: a, Số mũ mất mát lan truyền b, độ lệch chuẩn so với tín hiệu thu TB c, Ước lượng công suất thu tại khỏang cách d=2km d, Dự đoán xác suất tín hiệu thu tại khoảng cách 2km lớn hơn -60dBm e, Dự đoán phần trăm di n tích trong vùng bán kính 2km thu được tín hiệu lớn hơn -60dBm ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông. .. nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 15 Ví dụ c) Ước lượng công suất thu tại d=2km: • Một giá trị ngẫu nhiên Gauss trung bình zero , độ lệch σ sẽ được cộng với giá trị ước lượng này để mô phỏng hiệu ứng che khuất ngẫu nhiên tại d=2km d) Xác suất để tín hiệu thu được tại khoảng cách này lớn hơn -60dBm là: e) Dùng phương trình hoặc đồ thị từ xác suất phủ sóng trên biên ta tính được phần trăm di n tích trong biên... Giải: a)Tổng bình phương các lỗi (giữa công suất đo được và công suất dự đoán TB) được tính : • Ở đó công suất dự đoán TB (ký hiệu dấu mũ trên đầu) được tính theo công thức: • Dùng công giá trị tham chiếu P(d 0)= 0 dBm • Ta có: ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 14 Ví dụ • Thay vào công thức tính tổng bình phương lỗi: • Số mũ mất mát được tính khi tối thiểu hàm J(n): • Ta được: n=4,4 b) Độ lệch chuẩn: ...Phần trăm di n tích tín hiệu vượt ngưỡng khi biên vượt ngưỡng ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 11 Ví dụ • Ví dụ : Cho n=4, σ=8dB nếu tại biên có sự phủ sóng 75% (75% thời gian tín hiệu vượt quá ngưỡng tại biên) thì vùng trong biên có sự phủ sóng 94% Khi n=3, σ=9dB thì 50% phủ sóng tại biên sẽ cho 71% di n tích phủ sóng trong biên Bốn phép đo công suất... hiệu thu • Dự đoán phần trăm di n tích trong vùng bán kính R thu được tín hiệu lớn hơn ngưỡng mong muốn dựa theo phần trăm tín hiệu vượt quá ngưỡng tại biên (sử dụng hàm Q hoặc erf) _ ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 17 . 1 Mô hình che khuất loga chuẩn Giảng viên: PGS.TS Trịnh Anh Vũ Nhóm 3: Nguyễn Danh Đông Nguyễn Thúy Quỳnh Nguyễn Trần Tuấn ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 2 Mô hình che khuất loga chuẩn • Áp. Thông 4 Mô hình che khuất loga chuẩn • Đặt vấn đề: - Mô hình suy hao theo loga khoảng cách không tính đến sự phức tạp của môi trường xung quanh đối với đầu phát và đầu thu. - Sự phức tạp của môi. giá trị ngẫu nhiên có phân bố loga chuẩn quanh giá trị suy hao trung bình phụ thuộc khoảng cách ĐHCN-ĐHQG Hà nội Khoa Điện Tử Viễn Thông 5 Mô hình che khuất loga chuẩn • Công thức suy hao theo