CHƯƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA ĂNTEN THÔNG MINH TẠI MÁY CẦM TAYTẠI MÁY CẦM TAY
4.2 Hiệu năng của kết hợp tương thích
Các kết quả mô phỏng để đánh giá hiệu năng của các máy cầm tay sử dụng hệ thống ănten kép với lược đồ kết hợp tương thích trong hệ thống 3GPP được giới thiệu trong phần này. Một bộ kết hợp tương thích kết hợp các đầu ra bộ phận tương ứng của hai ănten với các trọng số ănten thích hợp đạt được dựa trên thuật toán N-LMS.
4.2.1 Môi trường mô phỏng
Mỗi một ănten không chỉ nhận tín hiệu phát từ trạm gốc mong muốn mà còn nhận các tín hiệu từ các trạm gốc lân cận. Tín hiệu nhận được cộng với tạp âm nến sẽ được sửa dạng với cùng một bộ lọc FIR. Mỗi một thành phần rake giải trải phổ một tín hiệu đa đường từ một ănten. Có hai đầu ra rake thành phần đối với mỗi một tín hiệu đa đường – tín hiệu hoa tiêu giải trải phổ và tín hiệu dữ liệu giải trải phổ. Trong một hệ thống ănten đơn, mỗi một tín hiệu giải trải phổ được kết hợp coherent sử dụng tín hiệu hoa tiêu giải trải phổ. Trong hệ thống ănten kép với lược đồ kết hợp tương thích, mỗi một tín hiệu dữ liệu giải trải phổ từ một ănten được gán trọng số với trọng số ănten và kết hợp với nhau. Việc tính các trọng số ănten sử dụng thuật toán N-LMS. Khi đầu ra của bộ kết hợp tương thích (AC) được kết hợp coherent sử dụng tín hiệu hoa tiêu kết hợp tương thích. Trong mô phỏng của chúng ta, đầu ra kết hợp coherent của một hệ thống ănten (cả hệ thống ănten kép và hệ thống ănten đơn ) được quyết định cứng là 1 hoặc 0, và được so sánh với các bit dữ liệu ban đầu để đánh giá hiệu năng BER của hệ thống.
Môi trường được xem xét trong mô phỏng của chúng ta hầu hết giống với các tham số cơ bản trong phần 4.1. Chỉ có một điểm khác biệt là. Tại các ănten của máy cầm tay có thêm hai tín hiệu đa đường từ một trạm gốc lân cận (Trạm này được giả thiết là phát
tín hiệu kết hợp của tám tín hiệu người sử dụng và tín hiệu hoa tiêu chung) và tạp âm nền (tạp âm này làm cho Eb/N0 bằng 25 dB).
Hai tác nhân ảnh hư λng đến hiệu năng của thuật toán N-LMS là kích thước bậc và số các ký tự hoa tiêu trung bình. Kích thước bậc, μ= 0.3, và số các ký tự hoa tiêu, Q= 3, được chọn thông qua thử nghiệm và lỗi. Thời gian của ba ký tự hoa tiêu tương ứng với 0.2 ms trong hoạt động thực.
4.2.2 Các kết quả mô phỏng cho AC
Các kết quả mô phỏng cho kết hợp tương thích với mô hình đường tròn và elip GBSB được trình bày trong hình 4.12. Hình 4.12(a) và (b) biễu diễn hiệu năng của hệ thống ănten kép với dạng kênh đạt được từ mô hình đường tròn và elip GBSB tương ứng. Trong hình này, trục y là BER và trục x là tỷ số của công suát trung bình tín hiệu đa đường thứ nhất của trạm gốc mong muốn trên công suất trung bình của tín hiệu đa đường thứ nhất của trạm gốc lân cận. Đường chấm là BER của hệ thống ănten kép với kết hợp tương thích. Như có thể thấy từ hình vẽ, hệ thống ănten kép với kết hợp tương thích hoạt động tốt hơn hệ thống ănten đơn trong cả mô hình đường tròn và elip. độ lợi hiệu năng của hệ thống ănten kép sử dụng kết hợp tương thích hơn hệ thống ănten đơn là 3.3 dB trong mô hình elip GBSB tại BER = 5 x 10-2 và 5.5 dB trong mô hình kênh GBSB.
SIR(dB)
BER
(a) BER với mô hình elip GBSB
SIR(dB)
BER
(b) BER với mô hình đường tròn và elip GBSB Hình 4.12: BER trong mô hình đường tròn và elip GBSB
Chúng ta nghiên cứu ảnh hư λng của vận tốc di chuyển lên hiệu năng của hệ thống ănten kép sử dụng lược đồ kết hợp. Trong mô hình đường tròn GBSB, chúng ta thay đổi vận tốc là 2,10, 30, 60, 90, và 120 km/h, các vận tốc này tương ứng tạo ra các tần số Doppler lớn nhất là 4, 20, 59, 119, 178 và 238 Hz. Tất cả các tham số khác đều là tham số cơ bản. Các kết quả mô phỏng được đưa ra λ hình 4.13. Nhóm sáu đồ thị trên cùng biễu diễn BER của hệ thống ăten đơn với 6 vận tốc di chuyển trên. Các kết quả mô phỏng cũng cho thấy hệ thống ănten kép thực hiện tốt hơn hệ thống ăten đơn trong cả sáu vận tốc. Cần lưu ý là ảnh hư λng của vận tốc đối với hệ thống ăten đơn là không đáng kể. Tuy nhiên, khi vận tốc di chuyển giảm, BER của hệ thống ănten kép sử dụng kết hợp tương thích cũng giảm theo. Như dự đoán, kết hợp tương thích dựa trên thuật toán N-LMS điều chỉnh các trọng số ănten sao cho phù hợp khi vận tốc di chuyển giảm.
Các kết quả mô phỏng của kết hợp tương thích trong hệ thống 3GPP cho thấy:
(i) hệ thống ănten kép sử dụng kết hợp tương thích tốt hơn hệ thống ăten đơn, độ lợi hiệu năng của nó là 3.3 dB trong mô hinh elip GBSB tại BER = 5 x 10-2 và 5.5 dB trong mô hình kênh GBSB.
(ii) Như dự đoán, độ lợi hiệu năng đạt được cao hơn khi vận tốc di chuyển giảm.
SIR (dB)
BER
Hình 4.13: BER với các vận tốc khác nhau