Triệt can nhiễu dùng dãy anten thích nghi cho nguồn phân bố và dãy anten không lý tưởng

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỒ LÊ VIẾT TRUNG TRIỆT CAN NHIỄU DÙNG DÃY ANTEN THÍCH NGHI CHO NGUỒN PHÂN BỐ VÀ DÃY ANTEN KHÔNG LÝ TƯỞNG Chuyên ngành : Kỹ thuật vô tuyến – điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2007 i CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS Đỗ Hồng Tuấn Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày …… tháng …… năm 2007 ii TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày …… tháng …… năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: HỒ LÊ VIẾT TRUNG Ngày, tháng, năm sinh: 27 – 10 – 1980 Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến – điện tử Phái: Nam Nơi sinh: TP Đà Nẵng MSHV: 01404355 I- TÊN ĐỀ TÀI: “Triệt can nhiễu dùng dãy anten thích nghi cho nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng” II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS ĐỖ HỒNG TUẤN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày tháng năm 2007 TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH iii LỜI CẢM ƠN Tôi xin kính gởi đến TS Đỗ Hồng Tuấn lời trân trọng tri ân với lòng biết ơn sâu sắc Thầy dành nhiều thời gian quý báu trực tiếp hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi tài liệu tận tình bảo cho lời khuyên bổ ích, giúp hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Bách Khoa, người truyền đạt kiến thức, định hướng nghiên cứu từ năm đại học sau này, năm sau đại học Tôi nhận giúp đỡ bạn khoá, lớp Các bạn đóng góp cho ý kiến tài liệu giá trị Xin gởi đến bạn lời cảm ơn chân thành Cuối cùng, xin kính gởi đến gia đình lòng biết ơn chân thành, sâu sắc Gia đình, Cha Mẹ động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập nghiên cứu qua TP HCM, ngày tháng năm 2007 Học viên CH K15 Hồ Lê Viết Trung iv TÓM TẮT Đề tài liên quan đến ứng dụng hệ thống dãy anten thích nghi hệ thống thông tin di động Trong hệ thống này, dãy anten thích nghi có khả tự hiệu chỉnh cấu trúc đồ thị búp sóng để tạo búp sóng định hướng theo hướng di động mong muốn, tạo null phía di động khác (triệt tiêu thành phần can nhiễu) Có nhiều thuật toán thích nghi đề xuất áp dụng cho hệ thống dãy anten thích nghi, ta đặc biệt quan tâm tới thuật toán Least Mean Square (LMS), biết nhiều đến ứng dụng phổ biến dãy anten thích nghi Thuật toán liên tục điều chỉnh trọng số từ liệu ngõ vào lấy mẫu liên tục cập nhật nó hội tụ đến tiêu chuẩn cực tiểu trung bình bình phương lỗi – Minimum Mean Square Error (MMSE) tín hiệu thu tín hiệu chuẩn Khi đó, tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi LMS, tín hiệu thu nhân với trọng số thích nghi, xem ước lượng tốt tín hiệu mong muốn Trong khi, dãy anten thích nghi LMS truyền thống giả sử nguồn tín hiệu đến dãy anten nguồn điểm dãy anten lý tưởng, nghóa tín hiệu nhận dãy tín hiệu đến từ đường trực tiếp đặc tính phần tử dãy anten vị trí, độ lợi pha biết trước, đặc tính giả sử xác lý tưởng Tuy nhiên ứng dụng thực tế với nhiều yếu tố tác động vào trình truyền dẫn, góc đến nguồn tín hiệu đến dãy anten bị trải theo góc xung quanh đường đến trực tiếp tín hiệu, gọi nguồn phân bố, dãy anten không lý tưởng với đặc tính phần tử dãy sai khác so với giá trị danh định Do đó, tiêu dãy anten thích nghi LMS không lý tưởng trường hợp lý tưởng Đề tài tập trung vào vấn đề sử dụng dãy anten thích nghi LMS triệt can nhiễu cho nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng ứng dụng thực tế Dãy anten thích nghi LMS thừa nhận sai khác dãy anten, nguồn tín hiệu đến trải theo góc, không xác định lỗi dãy hàm phân bố nguồn tín hiệu đến, mà sử dụng vector đáp ứng ngõ dãy anten làm liệu ngõ vào dãy anten thích nghi để xây dựng mô hình thích nghi Tính hiệu dùng dãy anten thích nghi triệt can nhiễu kết đạt từ thuật toán xét theo yếu tố độ trải góc nguồn phân bố sai số đặc tính dãy anten minh hoạ kết mô thực phần mềm MATLAB v MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU VẤN ĐỀ 1.1 Đặt vấn đề tình hình nghiên cứu 1.2 Mục đích – đối tượng – phạm vi nghiên cứu 1.3 Bố cục đề tài 1.4 Ý nghóa đề tài CHƯƠNG HỆ THỐNG DÃY ANTEN THÍCH NGHI 2.1 Một số định nghóa anten 2.1.1 Anten 2.1.2 Anten đẳng hướng 2.1.3 Anten định hướng 2.1.4 Daõy anten 2.2 Hệ thống anten thông minh 2.2.1 Hệ thống búp sóng chuyển đổi 2.2.2 Hệ thống dãy anten thích nghi 2.2.3 Những lợi ích hệ thống anten thông minh 12 2.3 Triệt nhiễu thích nghi 13 2.4 Thuật ngữ mô hình tín hiệu 15 2.5 Beamformer kinh điển delay-and-sum 20 2.6 Beamformer tối ưu 22 2.7 Các thuật toán dãy anten thích nghi 23 2.7.1 Least Mean Square (LMS) 24 2.7.2 Recursive Least Square (RLS) 26 2.7.3 Direct Sample Covariance Matrix Inversion (DMI) 27 2.7.4 Decision Directed 28 2.7.5 Constant Modulus Algorithm (CMA) 28 2.8 Beamformer LCMV – Linear Constrained Minimum Variance 29 vi 2.9 Beamformer GSC – Generalized Sidelobe Canceller 32 CHƯƠNG TRIỆT CAN NHIỄU DÙNG DÃY ANTEN THÍCH NGHI CHO NGUỒN PHÂN BỐ 33 3.1 Giới thiệu 33 3.2 Các mô hình nguồn phân bố 34 3.2.1 Nguồn phân bố xác định theo tham số 37 3.2.2 Nguồn phân bố không xác định theo tham soá 39 3.3 Triệt can nhiễu dùng dãy anten thích nghi cho nguồn phân bố 40 3.4 Các kết mô 41 CHƯƠNG TRIỆT CAN NHIỄU DÙNG DÃY ANTEN THÍCH NGHI CHO DÃY ANTEN KHÔNG LÝ TƯỞNG 50 4.1 Giới thiệu 50 4.2 Mô hình dãy anten không lý tưởng 51 4.3 Triệt can nhiễu dùng dãy anten thích nghi cho dãy anten không lý tưởng 54 4.4 Các kết mô 55 4.5 Caùc kết mô triệt can nhiễu dùng dãy anten thích nghi cho nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng 62 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 71 vii DANH SAÙCH CAÙC HÌNH Hình 2.1 Anten đẳng hướng đồ thị phủ sóng Hình 2.2 Anten định hướng đồ thị phủ sóng Hình 2.3 Các cấu trúc hình học dãy anten Hình 2.4 Dãy ma trận Butler × Hình 2.5 Đồ thị xạ dãy ma trận Butler × Hình 2.6 Hệ thống dãy anten thích nghi 10 Hình 2.7 Bộ triệt nhiễu thích nghi 13 Hình 2.8 Hệ toạ độ cầu 16 Hình 2.9 Mô hình beamformer băng heïp 18 Hình 2.10 Mô hình beamformer delay-and-sum 20 Hình 2.11 Mô hình beamformer delay-and-sum phần tử 21 Hình 2.12 Beamformer thích nghi sử dụng tín hiệu chuẩn 22 Hình 2.13 Dãy anten thích nghi LMS 25 Hình 2.14 Mặt phẳng sóng tới dãy anten tuyến tính 30 Hình 2.15 Bộ beamformer GSC 32 Hình 3.1 Nguồn ñieåm 35 Hình 3.2 Các nguồn phân bố 35 Hình 3.3 Nguồn phân bố xác định theo tham soá 37 Hình 3.4 Dãy anten thích nghi LMS 40 Hình 3.5 Hàm phân bố nguồn đến dãy anten 42 Hình 3.6 Mật độ xuất nguồn trải quanh góc trung tâm 42 Hình 3.7 Đồ thị xạ dãy anten thích nghi 44 Hình 3.8 Đồ thị hội tụ trọng số 44 Hình 3.9 Đồ thị lỗi LMS 45 Hình 3.10 Đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn 45 viii Hình 3.11 Đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn tương ứng với 50 mẫu liệu 46 Hình 3.12 Đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn tương ứng với 50 mẫu liệu cuối 46 Hình 3.13 Đồ thị xạ dãy anten thích nghi trường hợp nguồn phân bố có độ trải góc khaùc 47 Hình 3.14 Đồ thị hội tụ trọng số w1 trường hợp nguồn phân bố có độ trải góc khác 48 Hình 3.15 Đồ thị lỗi LMS trường hợp nguồn phân bố có độ trải góc khác 48 Hình 4.1 Dãy anten thích nghi LMS 54 Hình 4.2 Đồ thị xạ dãy anten thích nghi 57 Hình 4.3 Đồ thị hội tụ trọng số 57 Hình 4.4 Đồ thị lỗi LMS 58 Hình 4.5 Đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn 58 Hình 4.6 Đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn tương ứng với 50 mẫu liệu 59 Hình 4.7 Đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn tương ứng với 50 mẫu liệu cuối 59 Hình 4.8 Đồ thị xạ dãy anten thích nghi trường hợp dãy anten không lý tưởng có sai số đặc tính khác 61 Hình 4.9 Đồ thị hội tụ trọng số w1 trường hợp dãy anten không lý tưởng có sai số đặc tính khác 61 Hình 4.10 Đồ thị lỗi LMS trường hợp dãy anten không lý tưởng có sai số đặc tính khác 62 Hình 4.11 Đồ thị xạ dãy anten thích nghi trường hợp nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng 64 Hình 4.12 Đồ thị hội tụ trọng số trường hợp nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng 64 Hình 4.13 Đồ thị lỗi LMS trường hợp nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng 65 ix Hình 4.14 Đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn tương ứng với 50 mẫu liệu 65 Hình 4.15 Đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn tương ứng với 50 mẫu liệu cuối 66 x Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn Hình 4.2 Đồ thị xạ dãy anten thích nghi Hình 4.3 Đồ thị hội tụ trọng số 57 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn Hình 4.4 Đồ thị lỗi LMS Hình 4.5 Đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn 58 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn Hình 4.6 Đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn tương ứng với 50 mẫu liệu Hình 4.7 Đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn tương ứng với 50 mẫu liệu cuối Đồ thị 4.3, 4.4 cho thấy thuật toán LMS hội tụ, thông qua đường biểu diễn giá trị biên độ trọng số phức biểu diễn trung bình bình phương lỗi LMS theo số lượng mẫu, hay chuỗi liệu dùng để mô 59 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn Đồ thị 4.5 biểu diễn đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi LMS tín hiệu mong muốn Ở thời điểm bắt đầu trình thích nghi, có sai khác lớn tín hiệu nhân trọng số y (t ) tín hiệu mong muốn thể qua hình 4.6 tương ứng với 50 mẫu liệu (1 mẫu liệu mô điều chế BPSK {1,−1}) Đó thuật toán khởi tạo giá trị trọng số bất kỳ, sai khác nhiều so với giá trị trọng số tối ưu Tuy nhiên, qua trình thích nghi liên tục, dựa trung bình bình phương lỗi tính chu kỳ, trọng số hội tụ đến giá trị tối ưu tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi nhân trọng số y (t ) tiến gần đến tín hiệu mong muốn s (t ) với sai số bé Hình 4.7 biểu diễn đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn 50 mẫu liệu cuối Dưới kết mô trường hợp dãy anten không lý tưởng tương ứng với sai số đặc tính phần tử anten dãy biên độ, pha, vị trí có phân bố chuẩn với trung bình μ = , phương sai σ khác Các thông số cho bảng sau: Loại sai số Phương sai σ Phương sai σ Độ lợi 0.0022 0.0102 Pha 1.530 5.590 Vị trí 0.0078 0.0138 Bảng 4.3 Phương sai phân bố sai số độ lợi, pha vị trí phần tử anten tương ứng với trường hợp dãy anten không lý tưởng khác Các kết so sánh trường hợp bao gồm đồ thị xạ chuẩn hoá dãy anten thích nghi, độ hội tụ trọng số w1 , đồ thị lỗi LMS 60 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn Hình 4.8 Đồ thị xạ dãy anten thích nghi trường hợp dãy anten không lý tưởng có sai số đặc tính khác Hình 4.9 Đồ thị hội tụ trọng số w1 trường hợp dãy anten không lý tưởng có sai số đặc tính khác 61 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn Hình 4.10 Đồ thị lỗi LMS trường hợp dãy anten không lý tưởng có sai số đặc tính khác Đồ thị 4.8 đồ thị xạ dãy anten thích nghi trường hợp dãy anten không lý tưởng có sai số đặc tính khác Ta nhận thấy với sai số đặc tính lớn (càng sai khác nhiều so với trường hợp lý tưởng) điểm null góc can nhiễu tương ứng gần với giá trị cực đại (0 dB), điểm null trường hợp dãy có sai khác nhỏ thấp sâu Điều chứng tỏ khả triệt can nhiễu góc can nhiễu thuật toán thích nghi LMS sử dụng trường hợp dãy anten không lý tưởng có sai số đặc tính nhỏ (càng tiến tới trường hợp lý tưởng) đạt hiệu cao Trong đó, đồ thị hội tụ trọng số thứ – hình 4.9, đồ thị lỗi LMS – hình 4.10 trường hợp dãy anten không lý tưởng có sai số đặc tính khác khác so sánh chúng với nhau, thuật toán thích nghi LMS hội tụ đạt tính hiệu thể qua hội tụ vector trọng số, lỗi LMS 4.5 Các kết mô triệt can nhiễu dùng dãy anten thích nghi cho nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng: Xét dãy anten đồng tuyến tính ULA gồm L = phần tử anten đẳng hướng Khoảng cách phần tử δ = 0.5λ0 , với λ0 = c Các đặc tính f0 phần tử anten (α , ϕ , d ) tương ứng với giá trị danh định biên độ, pha, vị 62 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn trí (trường hợp lý tưởng sai khác xuất dãy anten) cho bảng sau: m α 1 1 1 ϕ 0 0 0 d (δ λ0 ) 0.5 1.5 2.5 Baûng 4.4 Các đặc tính biên độ, pha, vị trí danh định tương ứng phần tử anten dãy anten Các sai số đặc tính phần tử anten dãy biên độ, pha, vị trí giả sử có phân bố chuẩn với trung bình μ phương sai σ Các thông số cho bảng sau: Loại sai số Trung bình μ Phương sai σ Độ lợi 0.0022 Pha 1.530 Vị trí 0.0078 Bảng 4.5 Các thông số sai số độ lợi, pha vị trí phần tử anten Và M = nguồn phân bố không tương quan, băng hẹp có tần số f , trường xa tác động đến dãy anten từ hướng phân biệt theo góc phương vị phân bố trải theo góc khoảng [θ p − ε , θ p + ε ] , p = 1,2,3,4 , với góc trung tâm (đường trực tiếp xét theo tín hiệu nguồn điểm) [θ1 , θ , θ , θ ] = [10 ,20 ,−40 ,60 ], độ trải góc ε = 30 Các nguồn phân bố tác động đến dãy anten theo góc ngẫu nhiên có hàm mật độ xác suất xuất hàm phân bố Gaussian khoảng [θ p − ε , θ p + ε ] , p = 1,2,3,4 Nguoàn tín hiệu mong muốn đến từ góc lân cận θ = −40 , tín hiệu can nhiễu đến từ góc lân cận 100 ,200 ,600 tương ứng Kết mô thực thông qua liệu lấy mẫu N = 30000 lần ( N snapshots) Các giá trị tỉ số tín hiệu nhiễu tỉ số tín hiệu can nhiễu sử dụng để mô tương ứng SNR = 10dB SIR = 5dB Và điều chế dùng để mô BPSK {1,−1} 63 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn Đồ thị xạ dãy anten hình 4.11 cho thấy thuật toán LMS xây dựng đồ thị xạ với null hướng can nhiễu 10 ,20 ,600 cực đại hướng tín hiệu mong muốn θ = −40 Hình 4.11 Đồ thị xạ dãy anten thích nghi trường hợp nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng Hình 4.12 Đồ thị hội tụ trọng số trường hợp nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng 64 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn Hình 4.13 Đồ thị lỗi LMS trường hợp nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng Hình 4.14 Đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn tương ứng với 50 mẫu liệu 65 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn Hình 4.15 Đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn tương ứng với 50 mẫu liệu cuối Đồ thị 4.12, 4.13 cho thấy thuật toán LMS hội tụ, thông qua đường biểu diễn giá trị biên độ trọng số phức biểu diễn trung bình bình phương lỗi LMS theo số lượng mẫu, hay chuỗi liệu dùng để mô Đồ thị 4.14, 4.15 biểu diễn đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi LMS tín hiệu mong muốn Ở thời điểm bắt đầu trình thích nghi, có sai khác lớn tín hiệu nhân trọng số y (t ) tín hiệu mong muốn thể qua hình 4.14 tương ứng với 50 mẫu liệu (1 mẫu liệu mô điều chế BPSK {1,−1}) Đó thuật toán khởi tạo giá trị trọng số bất kỳ, sai khác nhiều so với giá trị trọng số tối ưu Tuy nhiên, qua trình thích nghi liên tục, dựa trung bình bình phương lỗi tính chu kỳ, trọng số hội tụ đến giá trị tối ưu tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi nhân trọng số y (t ) tiến gần đến tín hiệu mong muốn s (t ) với sai số bé Hình 4.15 biểu diễn đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn 50 mẫu liệu cuối Nhận xét: Qua kết mô triệt can nhiễu cho nguồn phân bố hoặc/và dãy anten không lý tưởng, ta nhận thấy độ hội tụ trọng số phức dãy anten thích nghi phụ thuộc vào chiều dài chuỗi liệu huấn luyện dùng để mô 66 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn Còn đồ thị biểu diễn lỗi LMS, giá trị trung bình bình phương lỗi LMS thay đổi, biến thiên ngẫu nhiên lỗi xuất hệ thống dãy anten thích nghi độ trải theo góc, sai khác đặc tính anten dùng mô phân bố ngẫu nhiên, qua đồ thị biểu diễn ta thấy hội tụ lỗi LMS theo chuỗi liệu huấn luyện thông qua khoảng biến thiên định Đồ thị đáp ứng tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi tín hiệu mong muốn minh hoạ rõ cho trình thích nghi thuật toán Khi trọng số phức dãy anten thích nghi hội tụ đến giá trị tối ưu tín hiệu ngõ dãy anten thích nghi nhân trọng số tiến gần đến tín hiệu mong muốn với sai số bé Hiệu triệt can nhiễu dùng dãy anten thích nghi LMS thể thông qua đồ thị xạ Trên đồ thị xạ, búp sóng dãy anten định hướng theo hướng nguồn tín hiệu mong muốn, đạt độ lợi lớn hướng mong muốn điểm zero (null) đồ thị xạ hướng đến hướng nguồn can nhiễu 67 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đề tài trình bày hệ thống dãy anten thích nghi LMS, sử dụng để triệt can nhiễu cho nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng Trong mô hình thực tế này, với độ phức tạp độ trải góc đặc tính dãy anten sai khác so với giá trị danh định, thích nghi để đạt đến độ hội tụ thuật toán phức tạp hơn, thuật toán giảm bớt hiệu so với mô hình lý tưởng Tuy nhiên, với trường hợp thực tế đưa khảo sát, dãy anten thích nghi LMS chứng tỏ tính hiệu việc triệt can nhiễu, minh hoạ kết mô Ngoài ra, giải thuật LMS cung cấp phương tiện để hiệu chỉnh không đồng biến đổi đặc tính điện vật lý phần tử dãy anten (dãy anten không lý tưởng) trải lượng tín hiệu xung quanh đường đến trực tiếp nguồn tín hiệu tượng đa đường phản xạ tán xạ nguồn tín hiệu, đặc biệt nguồn tán xạ lân cận anten thu (nguồn phân bố) Qua nhiều thông số đánh giá, kết mô thu được, thấy thuật toán LMS hoạt động tốt mô hình thực tế nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng Một số hướng phát triển cho đề tài: • Đề tài giới hạn điều kiện giả thiết nguồn tín hiệu đến dãy tín hiệu băng hẹp không tương quan Trong tương lai, vấn đề cần phát triển khảo sát việc sử dụng dãy anten thích nghi cho nguồn băng rộng, nguồn tín hiệu phân bố tương quan • Kết hợp với phương pháp ước lượng hướng đến xác định hàm phân bố nguồn tín hiệu phương pháp xác định lỗi xuất dãy anten để đưa phương pháp bù cho trường hợp không lý tưởng, từ hỗ trợ, ứng dụng cho thuật toán dãy anten thích nghi giúp thuật toán cải tiến hiệu hơn, đáp ứng nhanh theo thời gian thực • Khảo sát thuật toán thích nghi khác thuật toán thích nghi LMS cho mô hình nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng để nâng cao hiệu triệt can nhiễu, ví dụ: thuật toán thích nghi RLS, giải thuật làm rộng vị trí null đồ thị xạ 68 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn TÀI LIỆU THAM KHAÛO [1] Lal C Godara, “Application of antenna arrays to mobile communications, Part I: Performance improvement, feasibility, and system considerations”, IEEE, vol 85, no 7, July 1997 [2] Lal C Godara, “Application of antenna arrays to mobile communications, Part II: Beam-Forming and Direction-of-Arrival Considerations”, IEEE, vol 85, no 8, August 1997 [3] Barry D Van Veen and Kevin M Buckley, “Beamforming: A versatile approach to spatial filtering”, IEEE ASSP Magazine, pp 4-24, April 1988 [4] Kiran Kumar Shetty, “A novel algorithm for uplink interference suppression using smart antennas in mobile communications”, Master Thesis, Florida State University, 2004 [5] Alle-Jan van der Veen and Geert Leus, “Signal processing for communications”, ET4 147, Spring 2005, Delft University of Technology [6] Carl B Dietrich, Jr., “Adaptive arrays and diversity antenna configurations for handheld wireless communication terminals”, PhD Dissertation, ETD04262000-15330030, February 2000, Virginia Tech, Blacksburg, VA [7] IEC Web ProForum Tutorial, “Smart antenna systems”, Sponsored by ARRAYCOMM, http://www.iec.org/online/tutorials/smart_ant/ [8] Simon Haykin, “Adaptive filter theory”, 3rd ed., Prentice-Hall, New Jersey, December 1995 [9] Neil K Jablon, “Steady state analysis of the Generalized Sidelobe Canceller by adaptive noise cancellling techniques”, IEEE Transactions on antennas and propagation, vol 34, no 3, pp 330-337, 1986 [10] Yong Up Lee, Jinho Choi, Iickho Song and Seong Ro Lee, “Distributed source modeling and Direction-of-Arrival estimation techniques”, IEEE Transactions on signal processing, vol 45, no 4, 1997 [11] Kristine L Bell and Harry L Van Trees, “Adaptive beamforming for spatially spread sources”, IEEE Statistical signal and array processing, ISBN: 07803-5010-3, pp 1-4, September 1998 [12] Mikael Tapio, “On the use of beamforming for estimation of spatially distributed signals” IEEE ASSP Magazine, vol 5, pp 369-372, April 2003 69 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuaán [13] Kristine L Bell, “Linearly constrained minimum variance beamforming with quadratic pattern constraints for spatially spread sources”, IEEE Signals, systems and computers, vol.1, pp 942-946, November 2003 [14] Konstantinos V Stavropoulos, Athanassios Manikas, “Array calibration in the presence of unknown sensor characteristics and mutual coupling”, EUSIPCO Proceedings, vol 3, pp 1417-1420, September 2000 [15] Mattias Wennstrom, Tommy Oberg, Anders Rydberg, “Effects of finite weight resolution and calibration errors on the performance of adaptive array antennas”, IEEE Transactions on aerospace and electronic systems, vol 37, no 2, 2001 70 HVTH: Hồ Lê Viết Trung Luận Văn Thạc Só GVHD: TS Đỗ Hồng Tuấn LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên Ngày sinh : HỒ LÊ VIẾT TRUNG : 27/10/1980 Lý lịch: Nguyên quán : Điện Trung, Điện Bàn, Quảng Nam Nơi sinh : Thành phố Đà Nẵng Hộ thường trú : 61 Hùng Vương, Phường Hải Châu 1, Quận Hải Châu, Thành phố Đà Nẵng Nơi : 129/11/7 Hoàng Văn Thụ, Phường 8, Quận Phú Nhuận, Thành phố Hồ Chí Minh Dân tộc : Kinh Tôn giáo : Không Điện thoại : 090.8448.616 Email : trung_hlv@yahoo.com Quá trình đào tạo: Đại học: Chế độ học : Chính quy Thời gian học : Từ 05/09/1998 đến 24/03/2003 Nơi học : Trường Đại học Bách Khoa, Thành phố Hồ Chí Minh Ngành học : Điện tử – Viễn thông Cao học: Chế độ học : Chính quy Thời gian học : Từ 05/09/2004 đến Nơi học : Trường Đại học Bách Khoa, Thành phố Hồ Chí Minh Ngành học : Kỹ thuật Vô tuyến – Điện tử Quá trình công tác: Thời gian công tác : Từ 01/07/2003 đến Chức vụ : Kỹ sư Điện tử – Viễn thông Đơn vị công tác : Cụm Cảng Hàng Không Miền Nam, TP Hồ Chí Minh 71 HVTH: Hồ Lê Viết Trung ... đó, tiêu dãy anten thích nghi LMS không lý tưởng trường hợp lý tưởng Đề tài tập trung vào vấn đề sử dụng dãy anten thích nghi LMS triệt can nhiễu cho nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng ứng... dùng dãy anten thích nghi cho dãy anten không lý tưởng 54 4.4 Các kết mô 55 4.5 Các kết mô triệt can nhiễu dùng dãy anten thích nghi cho nguồn phân bố dãy anten không lý tưởng ... 4: Triệt can nhiễu dùng dãy anten thích nghi cho dãy anten không lý tưởng nguồn phân bố, trình bày: • Mô hình dãy anten không lý tưởng • Phương pháp giải vấn đề • Các kết mô cho dãy anten không