Chương 3: GIẢI PHÁP ĂNTEN THễNG MINH TRONG HỆ THỐNG THễNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ
3.5 Mụ hỡnh kờnh 1 Giới thiệu
3.5.1 Giới thiệu
Vỡ mụ hỡnh kờnh ảnh hưởng đến thiết kế bộ thu và hiệu suất của chỳng, nờn mụ hỡnh hoỏ kờnh là rất quan trọng cho việc đỏnh giỏ hệ thống ănten thụng minh. Trong đường lờn của hệ thống 3G, tớn hiệu người sử dụng được phỏt khụng đồng bộ và đi theo cỏc đường khỏc nhau từ trạm di động đến trạm gốc. Do đú, nguồn nhiễu chớnh là tớn hiệu người sử dụng trong cựng một cell (nhiễu nội cell). Tuy nhiờn trong đường xuống của hệ thống 3G, tớn hiệu từ trạm gốc là sự kết hợp của tất cả cỏc tớn hiệu người đang sử dụng và tớn hiệu điều khiển chung. Tớn hiệu người sử dụng mong muốn và tớn hiệu nhiễu đa truy cập trờn cựng một đường truyền nhưng chỳng trực giao với nhau. vỡ vậy, sẽ khụng gõy ra vấn đề nghiờm trọng tại cỏc mỏy di động.
Tớn hiệu đa đường là tớn hiệu nhiễu đối với tớn hiệu đa đường khỏc. Tuy nhiờn, một bộ thu rake cú thể điều khiển cỏc tớn hiệu đa đường để cú thể cải thiện chất lượng tớn hiệu thu. Một nguồn nhiễu khỏc trong đường xuống đến từ cỏc cell lõn cận (nhiễu ngoài cell), nhiễu này ảnh hưởng nghiờm trọng đến hiệu suất. Trường hợp này trở thành hiển nhiờn khi xảy ra chuyển giao mềm. Vỡ số lượng cỏc trạm gốc lõn cận và số lượng cỏc tớn hiệu nhiễu từ cỏc trạm này nhỏ, hệ thống ănten kộp thớch hợp để loại bỏ những nhiễu này. Cú thể thấy rằng một bộ thu với L ănten cú thể loại bỏ L-1 tớn hiệu nhiễu.
Trong một mụ hỡnh kờnh vụ tuyến, cú ba thành phần được xem xột trong việc biến đổi mức tớn hiệu thu. Đú là tổn hao đường truyền trung bỡnh, pha đinh logarit chuẩn (hay cũn gọi là pha đinh chậm), và pha đinh Rayleigh (hay cũn gọi là pha đinh nhanh) như cú thể thấy trong hỡnh 3.16. Cả hai mụ hỡnh theo phộp đo và mụ hỡnh lý thuyết đều cho thấy mức tớn hiệu thu giảm theo hàm logarit khi khoảng cỏch lớn dần (
đõy chớnh là tổn hao đường truyền trung bỡnh). Sự khỏc nhau trong tổn hao đường truyền tại cỏc vị trớ khỏc nhau với cựng một khoảng cỏch thu phỏt như nhau được mụ hỡnh hoỏ theo một biến ngẫu nhiờn logarit chuẩn ( được gọi là pha đinh logarit chuẩn). Phản xạ do cú nhiều bộ tỏn xạ xung quanh bộ thu làm tớn hiệu thu biến đổi theo thời gian, trong đú đường bao của một tớn hiệu đa đường theo phõn phối Rayleigh (đõy gọi là pha đinh Rayleigh). Một mụ hỡnh kờnh cũng cần phải xem xột ba trải sau: i) trải trễ do đường truyền đa đường, ii) trải Doppler do di chuyển của mỏy di động và iii) trải gúc do phõn bố cỏc scatter.
Pha đinh logarit chuẩn
Tổn hao đ-ờng truyền trung bình
Pha đinh Rayleigh
Khoảng cách (log) M ứ c t ín h iệ u ( d B )
Hỡnh 3.16: Biến thiờn mức tớn hiệu thu
Dựa trờn mụ hỡnh băng hẹp cho tớn hiệu thu bởi dàn ănten, trễ thời gian nhỏ giữa hai ănten cú thể được xem đơn thuần là dịch pha. Xột trường hợp tớn hiệu r(t) đến tại dàn ănten tuyến tớnh như trong hỡnh 3.17. Khi đú, cỏc tớn hiệu thu, x1(t) và x2(t), tại hai ănten kề nhau, cú một độ khỏc pha. Nếu tớn hiệu đến dàn ănten với gúc đến (θ), thỡ khỏc pha giữa hai tớn hiệu thu là 2dsin , d là khoảng cỏch giữa phõn tử ănten, λ là độ dài bước súng mang, và θ là gúc đến.
Tín hiêụ sóng phẳng đến, r(t) d sin d 2( ) x t x t1( )
Trong phần này chỳng ta sẽ đi xem xột hai ănten tại mỏy di động là giống nhau, vụ hướng, và cỏch nhau 1/4 bước súng mang. Trong ba thành phần được xem xột về sự thay đổi điển hỡnh mức súng thu được, fađinh logarit chuẩn khụng được xột trong mụ hỡnh trong hệ thống 3GPP WCDMA.