ĐA TRUY NHẬP Vễ TUYẾN TRONG MễI TRƯỜNG PHAĐINH ĐA ĐƯỜNG DI ĐỘNG VÀ PHÂN TẬP
5.1.1. Cỏc chủ đề được trỡnh bầy
• Tớnh chất kờnh trong cỏc miền khụng gian, miền tần số và miền thời gian
• Quan hệ thụng số kờnh giữa cỏc miền khỏc nhau • Cỏc loại phađinh băng hẹp • Phõn bố Rayleigh và Rice • Mụ hỡnh kờnh trong miền thời gian và tần số • Cỏc dạng phõn tập 5.1.2. Hướng dẫn
• Học kỹ cỏc tư liệu được trỡnh bầy trong chương này
• Tham khảo thờm [2], [3]
• Trả lời cỏc cõu hỏi và bài tập cuối chương
5.1.3. Mục đớch chương
• Hiểu được cỏc ảnh hưởng khỏc nhau của kờnh truyền súng lờn truyền dẫn vụ tuyến di động
• Biết cỏch tớnh toỏn cỏc thụng số kờnh
• Xõy dựng được mụ hỡnh kờnh truyền súng
• Hiểu được nguyờn lý của một số dạng phõn tập điển hỡnh
5.2. MỞ ĐẦU
Trong thụng tin vụ tuyến di động, cỏc đặc tớnh kờnh vụ tuyến di đụng cú tầm quan trọng rất lớn, vỡ chỳng ảnh hưởng trực tiếp lờn chất lượng truyền dẫn và dung lượng. Trong cỏc hệ thống vụ tuyến thụng thường (khụng phải cỏc hệ thống vụ tuyến thớch ứng), cỏc tớnh chất thống kờ dài hạn của kờnh được đo và đỏnh giỏ trước khi thiết kế hệ thống. Nhưng trong cỏc hệ thống điều chế thớch ứng, vấn đề này phức tạp hơn. Đểđảm bảo hoạt động thớch ứng đỳng, cần phải liờn tục nhận được thụng tin về cỏc tớnh chất thống kờ ngắn hạn thậm chớ tức thời của kờnh.
Cỏc yếu tố chớnh hạn chế hệ thống thụng tin di động bắt nguồn từ mụi trường vụ tuyến. Cỏc yếu tố này là:
9 Suy hao. Cường độ trường giảm theo khoảng cỏch. Thụng thường suy hao nằm trong khoảng từ 50 đến 150 dB tựy theo khoảng cỏch
9 Che tối. Cỏc vật cản giữa trạm gốc và mỏy di động làm suy giảm thờm tớn hiệu
9 Phađinh đa đường và phõn tỏn thời gian. Phản xạ, nhiễu xạ và tỏn xạ làm mộo tớn hiệu thu bằng cỏch trải rộng chỳng theo thời gian. Phụ thuộc vào băng thụng cuả hệ thống, yếu tố này dẫn đến thay đổi nhanh cường độ tớn hiệu và gõy ra nhiễu giao thoa giữa cỏc ký hiệu (ISI: Inter Symbol Interference).
9 Nhiễu. Cỏc mỏy phỏt khỏc sử dụng cựng tần số hay cỏc tần số lõn cận khỏc gõy nhiễu cho tớn hiệu mong muốn. Đụi khi nhiễu được coi là tạp õm bổ sung.
Cú thể phõn cỏc kờnh vụ tuyến thành hai loại: "phađinh phạm vi rộng" và "phađinh phạm vi hẹp". Cỏc mụ hỡnh truyền súng truyền thống đỏnh giỏ cụng suất trung bỡnh thu được tại cỏc khoảng cỏch cho trước so với mỏy phỏt. Đối với cỏc khoảng cỏch lớn (vài km), cỏc mụ hỡnh truyền súng phạm vi rộng được sử dụng. Phađinh phạm vi hẹp mụ tả sự thăng giỏng nhanh súng vụ tuyến theo biờn độ, pha và trễđa đường trong khoảng thời gian ngắn hay trờn cự ly di chuyển ngắn. Phađinh trong trường hợp này gõy ra do truyền súng đa đường.
Cỏc kờnh vụ tuyến là cỏc kờnh mang tớnh ngẫu nhiờn, nú cú thể thay đổi từ cỏc đường truyền thẳng đến cỏc đường bị che chắn nghiờm trọng đối với cỏc vị trớ khỏc nhau. Hỡnh 5.1 cho thấy rằng trong miền khụng gian, một kờnh cú cỏc đặc trưng khỏc nhau (biờn độ chẳng hạn) tại cỏc vị trớ khỏc nhau. Ta gọi đặc tớnh này là tớnh chọn lọc khụng gian (hay phõn tập khụng gian) và phađinh tương ứng với nú là phađinh chọn lọc khụng gian. Hỡnh 5.2 cho thấy trong miền tần số, kờnh cú cỏc đặc tớnh khỏc nhau tại cỏc tần số khỏc nhau. Ta gọi đặc tớnh này là tớnh chọn lọc tần số (hay phõn tập tần số) và pha đinh tương ứng với nú là phađinh chọn lọc tần số. Hỡnh 5.3 cho thấy rằng trong miền thời gian, kờnh cú cỏc đặc tớnh khỏc nhau tại cỏc thời điểm khỏc nhau. Ta gọi đặc tớnh này là tớnh chọn lọc thời gian (hay phõn tập thời gian) và phađinh do nú gõy ra là phađinh phõn tập thời gian. Dựa trờn cỏc đặc tớnh trờn, ta cú thể phõn chia phađinh kờnh thành: phađinh chọn lọc khụng gian (phađinh phõn tập khụng gian), phađinh chọn lọc tần số (phađinh phõn tập tần số), phađinh chọn lọc thời gian (phõn tập thời gian ). Chương này sẽ xột cỏc tớnh chất kờnh trong miền khụng gian, thời gian và tần số,
Tính chọn lọc không gian của kênh Biên độ
Miền không gian
Chương 5. Đa truy nhập vụ tuyến trong mụi trường phađinh đa đường di động và phõn tập
Tính chọn lọc tần số của kênh Biên độ
Miền tần số
Hỡnh 5.2. Tớnh chất kờnh trong miền tần số
Tính chọn lọc thời gian của kênh Biên độ
Miền thời gian
Hỡnh 5.3. Tớnh chất kờnh trong miền thời gian