Ứng dụng anten thông minh vào hệ thống thông tin di động DS CDMA

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang TÓM TẮT Nhu cầu dịch vụ thông tin di động ngày tăng với nguồn tài nguyên tần số vô tuyến hữu hạn đòi hỏi phải có kỹ thuật cải thiện hiệu sử dụng phổ tần số vô tuyến Công nghệ CDMA anten thông minh hai giải pháp đầy hứa hẹn cho yêu cầu Luận án tìm hiểu loại giải thuật khác áp dụng cho anten thông minh hệ thống DS-CDMA Qua luận án đề nghị ba giải thuật mù DR-LMS (Despread Respread- Least Mean Square) and DR-SMI (Despread Respread – Sample Matrix Inversion) and DR-RLS (Despread Respread – Recursive Least Square) Phần mô luận án thể kết so sánh chi tiết thuật toán đề nghị thuật toán truyền thống dựa tiêu chuẩn như: mức độ cải thiện SINR thuê bao di động, tốc độ hội tụ, đồ thị xạ Phần mô luận án thể rõ mức độ cải thiện chất lượng(qua giá trị SINR) hệ thống DS-CDMA sử dụng anten thông minh ABSTRACT The increasing demand for mobile communication services without a corresponding increase in RF spectrum allocation motivates the need for new techniques to improve spectrum utilization The CDMA and smart antenna technologies are two solutions that show real promise for increasing spectrum efficiency The thesis investigated the performance of different adaptive array algorithms in DS-CDMA systems In this research, the thesis also proposed three blind adaptive array algorithms, DR-LMS (Despread Respread- Least Mean Square) and DR-SMI (Despread Respread – Sample Matrix Inversion) and DRRLS (Despread Respread – Recursive Least Square) In thesis’ simulation, a detailed comparison between proposed algorithms and conventional algorithms is based on the some criteria, such as SINR improvements (Signal to Interference and Noise Ratio), Convergence rate, radiation pattern and Signal constellation In term of SINR criteria, the simulation of this thesis shows the considerable improvement in DS-CDMA systems with smart antennas GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA MỤC LỤC Tóm tắt luận aùn CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu vấn đề 1.2 Hệ thống CDMA với anten thoâng minh 1.3 Nội dung nghiên cứu luận án CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ANTENNA ARRAY 2.1 Trường điện từ anten đẳng hướng 10 2.2 Các đại lượng đặc trưng trường xạ anten 11 2.3 Đồ thị xạ anten 12 2.4 Quan hệ tường xạ nguồn kích thích anten 13 2.5 Trường xạ dipole 14 2.6 Hệ thống anten gồm dipole 16 2.7 Cấu trúc xếp anten thành phần 18 2.8 Biểu diễn toán học tín hiệu thu anten thành phần hệ thống Array 20 2.9 Lọc miền không gian 22 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ ANTEN THÔNG MINH 3.1 Đa truy cập phân kênh theo không gian 25 3.2 Giới thiệu hệ thống anten thoâng minh 26 3.3 Lợi ích sử dụng hệ thống anten thông minh 33 CHƯƠNG 4: CÁC GIẢI THUẬT DÙNG CHO ANTEN THÔNG MINH 4.1 Giới thiệu 35 4.2 Các giải thuật non-blind 35 4.3 Các giải thuật blind 42 CHƯƠNG 5: TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA 5.1 Giới thiệu 51 5.2 Cấu hình mạng CDMA 53 GVHD: PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA 5.3 Giới thiệu kỹ thuật trải phổ 65 CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH 6.1 Giới thiệu giao diện chương trình mô 81 6.2 Phần mô cho giải thuật 84 6.3 Kết luận 105 6.4 Hướng phát triển đề tài 106 GVHD: PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang CHƯƠNG : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN GIỚI THIỆU VẤN ĐỀ Cùng với phát triển vượt bậc thông tin di động, vài năm trở lại đây, số lượng người sử dụng điện thoại di động tăng lên nhanh chóng không ngờ Ở vài quốc gia phát triển, số lượng thuê bao di động vượt nửa dân số, theo dự đoán tương lai chưa có dấu hiệu bão hòa Nhu cầu người sử dụng điện thoại di động họ phải phục vụ lúc, nơi với giá thành rẻ, chất lượng tốc độ truyền liệu cao Đồng thời phải giảm thiểu lượng truyền tín hiệu từ thuê bao nhằm tăng tuổi thọ pin Điều dẫn đến thách đố lớn cho nhà thiết kế hệ thống dường nhu cầu tính dung hòa Một giải pháp sử dụng nhằm nâng cao hiệu sử dụng nguồn tài nguyên tần số thông tin di động tế bào công nghệ CDMA(Code Division Multiple Access) Với kỹ thuật CDMA dung lượng chất lượng hệ thống tăng lên cách đáng kể so với hệ thống trước dùng kỹ thuật TDMA(Time Division Multiple Access) Tuy nhiên với hệ thống thông tin di động CDMA nhiều yếu tố kỹ thuật làm giới hạn dung lượng chất lượng dịch vụ di động Để cải thiện phần giới hạn dung lượng chất lượng hệ thống CDMA người ta nghiên cứu để ứng dụng kỹ thuật cho hệ thống thông tin di động tế bào Đó kỹ thuật SDMA(Spatial Division Multiple Access) sử dụng hệ thống antenna thông minh(hay gọi anten thích nghi) dạng array BTS(Base Transceiver Station) cell Đặc trưng hệ thống anten thích nghi khả điều khiển đồ thị xạ tùy thuộc vào vị trí thuê bao tế bào mạng Hệ thống anten thích nghi có khả hướng búp sóng đến thuê bao mong muốn hướng null đến thuê bao đồng kênh lại.Khả làm giảm lượng đáng kể nhiễu MAI(Multiple Access Interference) multipath fading Từ làm tăng dung lượng chất lượng hệ thống thông tin di động CDMA GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG CHƯƠNG ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang Hiện có nhiều giải thuật dùng để điều khiển hoạt động hệ thống antena thích nghi Các giải thuật phân làm hai loại non – blind(cần phải sử dụng chuỗi bit huấn luyện) blind(không cần phải sử dụng chuỗi bit huấn luyện) Luận án đề nghị giải thuật DR-LMS(Despread Respread – Least Mean Square), DR-RLS(Despread Respread-Recursive Least Square), DR-SMI (Despread Respread- Sample Matrix Inversion) thuộc loại Blind thực mô máy tính để chứng tỏ hiệu việc áp dụng anten thông minh hệ thống CDMA so sánh với giải thuật có HỆ THỐNG CDMA VỚI ANTEN THÔNG MINH 2.1 Giới thiệu vấn đề Kỹ thuật đa truy cập phân chia theo mã CDMA có vai trò quan trọng truyền thông vô tuyến nói chung thông tin di động nói riêng Kỹ thuật đa truy cập phân chia theo mã CDMA tỏ vượt trội hẳn so với kỹ thuật đa truy cập TDMA FDMA chọn làm kỹ thuật đa truy cập cho hệ thống thông tin di động hệ thứ Tuy nhiên hệ thống CDMA tồn vấn đề sau: Do tồn nhiễu đa truy cập MAI (Multiple Access Interference) nên làm giảm tỉ số tín hiệu nhiễu đồng kênh , SIR, dẫn đến giảm dung lượng chất lượng hệ thống thông tin Do số lượng user tăng mức nhiễu MAI cung tăng theo dẫn đến dung lượng hệ thống thông tin di động CDMA bị giới hạn nhiễu MAI Như vấn đề đặt hệ thống CDMA làm để giảm đến mức tối thiểu nhiễu MAI nhằm nâng cao dung lượng, chất lượng hệ thống giảm bớt chức điều khiển công suất hệ thống Một hướng nghiên cứu cho vấn đề sử dụng anten thông minh để kết hợp phương pháp đa truy cập phân chia theo không gian (SDMA: Spatial Division Multiple Access) phương thức đa truy cập phân chia theo mã hệ thống thông tin di động CDMA Đặc trưng hệ thống anten thông minh khả điều khiển đồ thị xạ tùy thuộc vào vị trí thuê bao tế bào mạng Hệ thống anten thông minh có khả hướng búp sóng đến thuê bao cụ thể hướng null đến thuê bao đồng kênh lại.Khả GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG CHƯƠNG ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang làm giảm lượng đáng kể nhiễu MAI multipath fading Từ làm tăng dung lượng chất lượng hệ thống thông tin di động User User Radiation pattern for user User Radiation pattern for user User Antenna system at BTS Hình 1.1 : Đồ thị xạ hệ thống anten thông minh Noise n(t) v(t) d(t) g(t) Ps cosϖ t Sample each time Tb vj’(t) v’(t) Channe l Transmitter Ps cosϖ t Integrator Output g(t) Receiver Hình 1.2 : Sơ đồ khối đơn giản hệ thống thông tin trải phổ Giả sử có k user với k mã PN gi(t) riêng biệt K user dùng chung tần số sóng mang f0 Trong trường hợp không sử dụng hệ thống anten thông minh tín hiệu thu receiver : k v (t ) = ∑ Ps g i (t ).d i (t ) cos(ϖ t + θ i ) (1.1) i =1 Với giả sử công suất tín hiệu thu receiver tương ứng user có giá trị Ps di(t) data có tốc độ liệu fb tương ứng với usert thứ i GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG CHƯƠNG ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang θi góc lệch pha sóng mang tương ứng user thứ i Sau giải điều chế sóng mang ta thu tín hiệu sau : k v' (t ) = ∑ Ps g i (t ).d i (t ) cos(θ ' i ) (1.2) i =1 Sau giaûi traûi phổ, tín hiệu tương ứng với user thứ j laø: v j ' (t ) = Ps d j (t ) cos θ ' j + k ∑ i =1,i ≠ j Xét tín hiệu ta thấy thành phaàn n(t ) = Ps g i (t ).g j (t ).d i (t ) cos(θ 'i ) k ∑ i =1,i ≠ j (1.3) Ps g i (t ).g j (t ).d i (t ) cos(θ 'i ) laø nhiễu k-1 user đồng kênh user thứ j xét Nhiễu có giá trị mật độ phổ công suất G j ( f ) ≈ (k − 1) Ps (khi cho n(t) ñi qua tích phân) fc (1.4) Lúc xác xuất lỗi bit BER xác định theo công thức: Pe = E erfc b với Eb = Ps.Tb , η = 2.Gj(f) η (1.5) Thay vào công thức tính Pe ta có : Pe = ⎛ ⎞⎛⎜ f c ⎞⎟ erfc 2⎜ ⎟ ⎝ k − ⎠⎜⎝ f b ⎟⎠ (1.6) Qua ta thấy số lượng user tăng lên giá trị Pe tăng theo Và qua công thức ta cung thấy công suất tín hiệu thu receicver khác xác suất lỗi bit đạt giá trị lớn Nên hệ thống điều khiển công suất phát user vấn đề quan trọng Bây khảo sát trường hợp hệ thống CDMA có sử dụng anten thông minh Lúc hệ thống antenna array có khả tạo đồ thị xạ tương ứng cho user với đặc điểm : Hướng xạ cực đại hướng xác đến user tương ứng hướng xạ cực tiểu(null) hướng đến user đồng kênh lại GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG CHƯƠNG ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang Transmittting antenna Receiving antenna N Receiving antenna Transmitting antenna N • • • • Freq.down /conv • • Freq.down /conv Freq.up/ conv • • Freq.up/ conv Demodulator • • Demodulator Modulator • • Modulator X’N X’1 For sub.M For sub.M For sub.2 For sub.2 For sub.1 For sub.1 Transmitting beamforming module Receiving beamforming module X1 = W1T.X • • • Despreader • Spreader • • • • Y Received signal W to the transmitting beamforming module a Khoái thu Transmitting signal W From the receiving beamforming module b Khối phát Hình 1.3 : Sơ đồ khối đơn giản hệ thống CDMA dùng anten thông minh Như tín hiệu sau tương ứng với user thứ j sau khỏi khối Receiving Beaforming có dạng sau : X j = w Tj X ' (1.7) Với X’ vector tín hiệu [X’1, ……., X’N] sau giải điều chế anten thành phần w Tj trọng số vector ứng với user thứ j Giá trị trọng số vector tính nhiều giải thuật thích nghi khác nhờ chuỗi bit huấn luyện xác định trước Trọng số vector tính cho : GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG CHƯƠNG ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang X j = w Tj X ' = Ps d j (t ) + ε (t ) (1.8) Trong giá trị sai sốε(t) rất nhỏ so với giá trị cuûa n(t ) = k ∑ i =1,i ≠ j Ps g i (t ).g j (t ).d i (t ) cos(θ 'i ) có giá trị đáng kể so với Ps d j (t ) khác với Ps d j (t ) Do sử dụng anten thông minh làm giảm đáng kể giá trị Pe = erfc Eb η Nhờ dung lượng hệ thống tăng lên cách đáng kể 2.2 Hiện trạng nghiên cứu Có nhiều giải thuật đề nghị để tính trọng số vector sau khung truyền liệu như: SMI(Sampled Matrix Inversion), RLS(Recursive Least Squares) LMS(Least Mean Squares) với mục tiêu cực tiểu hóa trung bình bình phương biểu thức sai số ε(t) Các giải thuật đòi hỏi phải sử dụng chuỗi bit huấn luyện với chiều dài định Một loại giải thuật khác với mục tiêu cực tiểu giá trị BER(Bit Error Rate) ALBER(Approximate Least Bit Error Rate) Ngoài có giải thuật mù CMA(Constant Modulus Algorithms),LSDRMTA(Least Square – Despread Respread Multiple Target Algorithm) để tính trọng số vector mà không cần sử dụng chuỗi bit huấn luyện Đã có số thử nghiệm thực tế phòng thí nghiệm : Hình 1.4: Anten thích nghi phòng thí nghiệm BASADA trực thuộc quản lý GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG CHƯƠNG ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang hãng Ericsson Thông số kỹ thuật anten Chi tiết Thông số kỹ thuật Phần thông số 1721 MHz Tần số sóng mang GMSK (BT=0.3) Loại điều chế 10 Số lượng anten thành phần Circular Cấu trúc array 0.56 λ 1721 MHz Khoảng cách anten thành thẳng phần Anten phân cực Phần thu DSP TMS320C40 Bộ xử lý 270kHz Tần số lấy mẫu kênh đồng pha trực pha Độ phân giải ADC bit Tầm vào ADC -32 dBm đến –80dBm Giải thuật điều khiển đồ thị xạ SMI-Samples Matrix Inversion Weighting units Loại ABF-Analog Beamformer Độ phân giải dịch pha độ Độ phân giải suy hao 1dB Mức độ xác Độ sai lệch pha độ Độ sai lệch biên độ 0.75 dB Các kết thử nghiệm Các thông số trình thí nghiệm Số lượng nguồn nhiễu đồng kênh Năng lượng tới thuê bao mong muốn Năng lượng tới thuê bao đồng kênh Năng lượng tới thuê bao đồng kênh Tỉ số SNR Loại nhiễu Môi trường GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG Giá trị 30 dBm 30 dBm 30 dBm 20 dB Nhiễu nhiệt Light of Sight,chỉ có hướng CHƯƠNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 35 Hình 5.7: Mô cho giải thuật LMS hệ thống DS-CDMA môi trường fading việc đồng chuỗi PN chưa lý tưởng Hình 5.8: Mô Signal Constellation cho giải thuật LMS hệ thống DSCDMA môi trường fading việc đồng chuỗi PN chưa lý tưởng So sánh với kết mô LMS hình 6.6, 6.6.a, 6.6.b ta thấy điều kiện kết giảm rõ rệt 5.2.3.3 DS-CDMA với giải thuật SMI GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 36 Hình 5.9: Mô cho giải thuật SMI hệ thống DS-CDMA Hình 5.10: Mô Signal Constellation cho giải thuật SMI hệ thống DS-CDMA Các kết thu gần giống giải thuật RLS GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 37 5.2.3.4 Kết mô giải thuật mù đề nghị cho DS-CDMA 5.2.3.4.1Giải thuật đề nghị DR-SMI Hình 5.11: Mô cho giải thuật đề nghị DR- SMI hệ thống DS-CDMA Hình 5.11 a: Hệ thống DS-CDMA GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 38 Hình 5.11 b: Hệ thống DS-CDMA với anten thông minh Ưu điểm giải thuật đề nghị DR-SMI so với giải thuật trình bày trước không cần dùng chuỗi bit huấn luyện Do tăng hiệu sử dụng phổ tần số kênh truyền Các giá trị SINR giải thuật gần giống với giải thuật RLS SMI 5.2.3.4.2 Giải thuật đề nghị DR-LMS GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 39 Hình 5.12: Mô cho giải thuật đề nghị DR-LMS hệ thống DS-CDMA Hình 5.12 a: Hệ thống DS-CDMA GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 40 Hình 5.12 b:Hệ thống DS-CDMA với anten thông minh Kết tương tự DR-SMI ta thấy tốc độ hội tụ chậm nhiều so với DR-SMI(dựa vào đồ thị error value vs iterations) Qua đồ thị SINR vs users Signal Constellation thấy rõ mức độ cải thiện chất lượng áp dụng thống anten thông minh hệ thống DS- CDMA 5.2.3.4.3 Giải thuật đề nghị DR-RLS GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 41 Hình 5.13: Mô cho giải thuật đề nghị DR-RLS hệ thống DS-CDMA Hình 5.13 a: Hệ thống DS-CDMA GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 42 Hình 5.13 b: Hệ thống DS-CDMA với anten thông minh Kết thu gần giống với giải thuật SMI có tốc độ hội tụ lớn nhiều so với tốc độ hội tụ giải thuật LMS Quan sát đồ thị xạ thấy hướng xạ cực đại đồ thị xạ ứng với user giá trị null đồ thị xạ ứng với user đồng kênh khác Đây đặc trưng xạ hệ thống anten thông minh 5.2.3.5 Mô hệ thống DS-CDMA môi trường multipath phức tạp : Trong trường hợp user có tia multipath đến BTS mức nhiễu nhiệt anten thu SNR = dB Các tham số khác hiển thị hình GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 43 Hình 5.14: Mô cho giải thuật LMS hệ thống DS-CDMA với môi trường nhiễu fading Hình 5.14: Hệ thống DS-CDMA GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 44 Hình 5.14 b: Hệ thống DS-CDMA với anten thông minh Ta nhận thấy điều kiện môi trường bảng tham số nhập giá trị SINR user nhỏ Nếu áp dụng giải thuật beamforming LMS ta thấy giá trị tăng lên rõ rệt(so sánh đường liền nét đường chấm chấm tương ứng giá trị SINR user anten thông minh) Trong trường hợp user có 10 tia multipath ta có đồ thị sau: GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 45 Hình 5.15: Mô cho giải thuật LMS hệ thống DS-CDMA với môi trường fading phức tạp Hình 5.15a: Signal Constellation môi trường multipath phức tạp GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 46 5.2.3.5 Mô trường hợp user có DoA(Direction of Arrival) khác biệt nhỏ Trong hình có user với DoA tương ứng 500, 570, 650, 710 Đường biểu diễn SINR vs user liền nét tương ứng dùng giải thuật RLS đường giải thuật LMS Qua hình thấy đồ thị xạ có null hướng user đồng kênh hướng user mong muốn chưa phải hướng xạ cực đại Và user gần hướng ứng với user mong muốn không hướng xạ cực đại Và user cách gần( giá trị DoA: Direction of Arrival) đến mức vượt qua ngưỡng thực phương pháp đa truy cập SDMA(Spatial Division Multiple Access) Hình 5.16: Mô cho giải thuật LMS RLS hệ thống DS-CDMA với user có DoA gần GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 47 Hình 5.16 a: Khi dùng giải thuật LMS Hình 5.16 b Khi dùnggiải thuật RLS 5.3 KẾT LUẬN Luận án tìm hiểu lý thuyết thực mô ứng dụng anten thông minh hệ thống thông tin di động DS-CDMA Các kết mô luận án thể rõ mức độ cải thiện chất lượng (qua giá trị SINR) hệ thống DS-CDMA kết hợp với anten thông minh GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 48 Dựa vào giải thuật không mù có : LMS, SMI, RLS luận án đề nghị ba giải thuật giải thuật mù DR-LMS, DR-SMI DR-RLS Ưu điểm bật ba giải thuật đề nghị so với ba giải thuật LMS, SMI, RLS chúng không cần sử dụng chuỗi bit huấn luyện làm tăng hiệu suất phổ kênh truyền 5.4 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Tìm hiểu giải thuật có để đề nghị thêm giải thuật có mức độ tính toán đơn giản cho giá trị SINR cao Tìm hiểu để mô máy tính với điều kiện gần với môi trường thực tế Ví dụ mô môi trường có ảnh hưởng nhiều cell lân cận, điều khiển công suất không lý tưởng, multipath phức tạp Thiết kế phần cứng cần thiết để thực thi giải thuật thích nghi môi trường tín hiệu phòng thí nghiệm Để từ xây dựng hệ thống anten thông minh áp dụng hệ thống thông tin di động DS-CDMA GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA TÀI LIỆU THAM KHẢO [A} Seong Keun Oh, Smart Antennas in Wireless Communications, *.pdf file 1996, School of Electronics Engineering, Korea [B} Jonas Strandell and Mattias Wennstrom M.Sc Thesis, Adaptive antenna systems, ERICSSON December 1996 (*.pdf file) [C] Mattias Wennstrom, Smart antenna Implementation Issues for Wireless Communications, Uppsala University, October 1999(*.pdf file) [D] Vijaya Chandran Ramasami, LMS and SMI Algorithms for Spatial Adaptive Interference Rejection, March 16, 2001 (*.pdf file) [E] Ajay Mahimkar, Blind Adaptive Beamforming Algorithm Using Software Radio, INDIA (*.pdf file) [F] S.Chen, N.N.Ahmad and L.Hanzo, Adaptive Minimum Bit Error Rate Beamforming, summitted to IEEE Transactions on Wireless Communications, April 2002 [I] ECE354, Antenna Lecture Notes [K] M.R.Karim and M.Sarraf, W-CDMA and CDMA 2000 for 3G Mobile Networks, Copyright 2002 [L] Nguyễn Nguyệt Nam, Nguyễn Lê Hùng, Phương Thức Đa Truy Cập SDMA Dùng Hệ Thống Anten Tự Thích Nghi, luận văn tốt nghiệp đại học, 2001 GVHD : PGS.TS VŨ ĐÌNH THÀNH HVTH: NGUYỄN LÊ HÙNG ... ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang làm giảm lượng đáng kể nhiễu MAI multipath fading Từ làm tăng dung lượng chất lượng hệ thống thông tin di động User... không gian, BTS phải sử dụng đến hệ thống anten thông minh 3.2 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ANTEN THÔNG MINH: 3.2.1 Định nghóa: ? ?Hệ thống anten thông minh hệ thống array gồm nhiều anten thành phần kết hợp... : ỨNG DỤNG ANTEN THÔNG MINH VÀO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DS-CDMA Trang 3.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Phân tích so sánh giải thuật tính trọng số vector áp dụng cho hệ thống anten thông minh