HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNGKHOA VIỄN THÔNG I 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
Trang 1HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG I
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
Trang 2NỘI 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
Trang 3GIỚI 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, Ứ ng dụng cho CDMA
Nguồn tài liệu: c ác loại sách trong thư viện, các
sách và tài liệu từ các nguồn khác, đặc biệt là từ
Internet.
Trang 4GIỚI 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, Ứ ng 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.
Trang 51 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
I THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA
I THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA
Trang 62 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 chu ỗi 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,
I THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA
I THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA
Trang 7- Anten thông minh: hệ thống anten có cấu tạo đặc biệt làm tăng sự liên kết giữa các thiết b ị
- 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
II GIÀN ANTEN THÍCH ỨNG
II GIÀN ANTEN THÍCH ỨNG
Trang 8 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
Giới thiệu chung
Giới thiệu chung
Trang 91 2
Điều khiển thuật toán
Trang 10Xét giàn M chấn tử
Tín hiệu nhận được tại chấn tử thứ m là:
Tín hiệu thu được cho người dùng thứ i:
1 (
2
).
( )
Trang 11 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) = ω H x(t) (2.9) (2.15)
Tạo búp sóng
Tạo búp sóng
Trang 12Tiêu chuẩn lựa chọn hiệu năng
1 Bình phương trung bình lỗi nhỏ nhất (MMSE)
Trang 141 Cải thiện chất lượng tín hiệu
SINR out [dB] = 10log 10 M + 10 log 10 2 + SINR in [dB]
2 Mở rộng phạm vi truyền tin
3 Tiết kiêm công suất phát:
Nhờ vào việc làm tăng độ khuếch đại của anten phát
Lợi ích của giàn anten thích ứng
Trang 15III GIÀN ANTEN THÍCH ỨNG
Trang 16Đa trễ Đơn
người dùng
Đa người dùng
Trang 173 Tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNIR
4 So sánh với máy thu RAKE
Trang 18+s(t) x(t)
FFT
Mã trải phổ
Dạng tín hiệu
yêu cầu
XXX
+ + +
IFFT
n M (t)
Trong đó:
Trang 192 Dạng tín hiệu
Khi có U người sử dụng, trong môi trường pha đinh đa
đường, tín hiệu nhận được trên giàn có dạng
Véctơ tương quan có dạng:
Véctơ trọng số xác định theo:
Tín hiệu đầu ra mỗi kênh xác định bởi: y k (t) = y T c 0 *
2 Giàn anten thích ứng cho
P p
p i p
i i
p i i
p i
i
t n a
t c t
b t
, , ( ) ( ) ( ) ( ) )
( ) ( ) *
) ( ~ ( ~ )
~ p n x n r n
) ( 1 ) ( )
( ( ~ ) ~
Trang 20t r t
y
t r t y
1
2 1
2 1
*
}
| ) (
| { }
| ) (
| {
} ) ( ).
( {
|
|
SINR
Trang 214 So sánh với máy thu RAKE
Đối với kênh truyền thông đơn đường: Có cùng
hiệu năng, và có SINR là tương đương
Kênh pha đinh chọn lựa tần số đa đường: Hai
thiết bị này cũng cho kết quả tương đương
Độ phức tạp của tính toán: Có thuật toán đơn
giản hơn nhiều
2 Giàn anten thích ứng cho
hệ thống DS-CDMA
2 Giàn anten thích ứng cho
hệ thống DS-CDMA
Trang 223 Giàn anten thích ứng cho hệ
thống DS-CDMA đa mã, đa tốc độ
1 Thế hệ DS-CDMA đa mã đa tốc độ
2 Cấu hình SBAA cho hệ thống DS-CDMA
đa mã
3 Dạng tín hiệu
4 Tỉ số SINR
Trang 233 Giàn anten thích ứng cho hệ
thống DS-CDMA đa mã, đa tốc độ
1 Thế hệ DS-CDMA đa mã đa tốc độ
- Trong hệ thống DS-CDMA, dữ liệu truyền dẫn được
tách thành các luồng tín hiệu, trải phổ và truyền đi bởi các mã khác nhau ở cùng một độ dài
- Cho phép truyền dữ liệu với tốc độ khác nhau, đáp ứng
q l i q
l i q
s
1
, , ,
,
Trang 24Giàn con liên kết
X X X
+ + +
I F F T
+
+Tổng và giải trải phổ
Tín hiệu
hoa tiêu
Tạo tín hiệu nhiễu
Trang 253 Dạng tín hiệu
Tín hiệu thu được:
P l,q : là số đường đến
Tín hiệu đầu ra:
3 Giàn anten thích ứng cho hệ
thống DS-CDMA đa mã, đa tốc độ
l p q
l p q l p
q l q
t n a
t s
t
x
1 1 1
, , ,
, ,
, , ,
,
) ( )
( ).
(
).
( )
(
Trang 264 SINR
Tương tự ta cũng có:
Và SINR xác định theo:
3 Giàn anten thích ứng cho hệ
thống DS-CDMA đa mã, đa tốc độ
l K
l
l
K l
l l
t r t
y
t r t y
1
2
1
2 1
*
}
| ) (
| { }
| ) (
| {
} ) ( ).
( {
Trang 27KẾT LUẬN
- Tổng quan về thông tin di động CDMA & Thiết bị
thu phát thông minh, đặc biệt là AAA
- Đưa ra ứng dụng của AAA đối với hệ thống CDMA
Hạn chế: Đồ án mới chỉ dừng lại ở lý thuyết
- Xây dựng các chương trình mô phỏng AAA cũng
như ứng dụng AAA đối với CDMA
- Phát triển với hệ thống thực tế
Trang 28XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!!
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!!
Trang 29Công thức Lựa chọn hiệu năng
2 ( ) {| ( ) | }
H
opt MSINR
Trang 30Công thức Thuật toán thích ứng
) ( ) 1 (
) ( 1
) ( ) 1
( )
1 1
n x n
R n x
n x n
R n
q
xx H
Trang 31CT Dạng tín hiệu
Tín hiệu trên các chấn tử
s(t): tín hiệu tại chấn tử gốc
d: Khoách cách giữa hai chấn tử liền kề
a(θ): là véctơ đáp ứng của giàn ứng với góc tới θ
Tín hiệu với người dùng:
s i,p (t): là tín hiệu của người dùng thứ i khi có phađinh.
α i,p : là biên độ tín hiệu tổng hợp.
θ i, p : là góc tới.
P i : là Pha đinh nhiều đường
Τ : là thời gian trễ.