Dựa trên các mô hình kênh thực tế của một hệ thống thông tin di động, các cơ cấu xử lý tín hiệu hiệu quả có thểđược sử dụng để cải thiện chỉ tiêu hệ thống ; việc phân tích hệ thống một cách chính xác cũng cho phép dự đoán dung lượng và chỉ tiêu hệ thống. Nói chung, các mô hình mô tả tham số như cường độ tín hiệu thu, đặc tính trễ công suất và phổ Doppler rất quan trọng cho việc phân tích hệ thống dùng anten đẳng hướng. Nhưng một tham số rất quan trọng trong các hệ thống không gian-thời gian là hướng tới của tín hiệu thu lại không có trong các mô hình truyền thống. Dựa trên các khái niệm cơ bản đã biết về pha-đinh, trải Doppler, tương quan, … các mô hình kênh mới có thể được xây dựng để có thể đề cập các khái niệm mới như trải trễ, HƯớNG TớI và hình dạng của anten mảng thích nghi. Nhưng cần chú ý là đặc tính truyền sóng ởđường lên và đường xuống có thể khác nhau (do sự trải góc khác nhau ở máy di động và trạm gốc) - điều này rất quan trọng trong việc phân tích chỉ tiêu hệ thống không gian-thời gian.
1.2.3.1. Mô hình kênh cơ bản
Trong một hệ thống vô tuyến di động, một tín hiệu có thể truyền từ máy phát tới máy thu qua nhiều đường phản xạ - hiện tượng này được gọi là truyền sóng đa đường. Hiệu ứng này gây ra sự thay đổi về biên độ, pha và góc tới của tín hiệu thu được, và được gọi là pha-đinh đa đường.
Giả sử rằng hệ thống không gian-thời gian bao gồm K người sử dụng, mỗi người sử dụng phát một tín hiệu trên một kênh đa đuờng rời rạc độc lập với đường truyền L tới máy thu, mỗi tín hiệu có một biên độ, pha và hướng tới riêng. Phân bố của các tham số này phụ thuộc vào loại môi trường thông tin di động (macro-ô, micro-ô, hoặc picro-ô).
• Tán xạ tại đầu cuối di động (hiện tượng nhiễu xạ này cũng thường bị ảnh hưởng bởi tốc độ di động);
• Tán xạ tại trạm gốc;
• Các vật tán xạở xa. Loại tán xạ này có thể xuất hiện trong các môi trường thành thị và nông thôn do các vật thể có cấu trúc lớn như núi đồi, các toà nhà, ... và có ảnh hưởng nhất định tới kênh thông tin di động kể cả khi các vật tán xạ này ở xa so với trạm gốc và máy di động. Nếu các vật tán xạ này nằm trong tầm nhìn thẳng đối với cả trạm gốc và máy di động thì chúng có thể có vai trò giống như các vật phản xạ rời rạc hoặc vật phản xạ tập trung theo nhóm. Khi các vật phản xạ được nhóm lại, anten trạm gốc hoặc máy di động có thể xem như các thành phần tán xạ nhưở điểm 1 và điểm 2 nêu trên.
Ta thấy rằng, mô hình phân bố của môi trường tán xạ chiếm một vai trò quan trọng trong việc thiết kế hệ thống. Nhiều mô hình phân bố của môi trường tán xạ khác nhau đã được đề xuất, với các thuộc tính và độ chính xác khác nhau. Chi tiết về các mô hình kênh có những ứng dụng khác nhau trong việc phân tích hệ sử dụng anten thông minh có thể tìm thấy trong tài liệu [36]. Một số mô hình đã được phát triển cho thực tế, còn hầu hết mô hình khác có xu hướng phục vụ cho mục đích mô phỏng.
1.2.3.2. Đánh giá đặc tính kênh không gian
Người ta đã thực hiện nhiều đo đạc thực nghiệm đểđánh giá đặc tính của kênh không gian trong điều kiện thực tế [36]. Một số kết quả đánh giá đáng chú ý được tóm tắt sau đây:
- Phần lớn năng lượng tín hiệu tập trung trong một khoảng trễ nhỏ và trong phạm vi hướng tới nhỏ ở môi trường vùng nông thôn, ngoại ô và thậm chí trong nhiều môi trường thành thị.
- Trải góc tăng khi độ cao anten trạm gốc giảm.
- Trải góc tăng khi môi trường truyền sóng thay đổi từ nông thôn sang thành thị.
- Mảng các phần tử anten với búp sóng nhỏ có thể cung cấp khá chính xác thông tin về hướng tới của máy di động đang di chuyển với tốc độ cao. - Sự thay đổi theo thời gian của ký hiệu không gian có xu hướng tăng lên
theo tốc độ di chuyển của máy di động.
Người ta cũng thực hiện phép đo tìm hiểu sự biến đổi của ký hiệu không gian cả về thời gian và tần số. Kết quả đo cho thấy rằng khi máy di động và các vật xung quanh không chuyển động, tín hiệu không gian thay đổi nhỏ; khi môi trường và các vật xung quanh chuyển động thì sự thay đổi này ở mức trung bình; và khi máy di động di chuyển thì sự thay đổi tín hiệu không gian ở mức lớn nhất. Các kết quảđo cũng cho thấy tín hiệu không gian thay đổi đáng kể khi tần số sóng mang thay đổi. Trong thực tế, sự thay đổi biên độ tương đối của ký hiệu không gian có thể lớn hơn 10dB khi tần số thay đổi 10MHz. Do đó, ký hiệu không gian ở đường lên không thểđược áp dụng trực tiếp cho việc tạo búp sóng ở đường xuống trong hầu hết các hệ thống thông tin di động tổ ong hiện nay (thường có khoảng cách vài chục MHz giữa đường lên và đường xuống).