So với GPS và các hệ thống truyền thông ngoài trời khác thì ảnh hởng của hệ thống UWB vô tuyến lên các dịch vụ điện thoại di động tổ ong không đợc đề cập kỹ trong khi nghiên cứu. Điều này cũng không có gì là, xem lại hình 5-1, hầu hết các hệ thống điện thoại di động thờng rơi vào băng 1GHz và do đó, không nằm trong băng tần mà UWB sử dụng. Băng tổ ong 1.5 GHz đợc bảo vệ rất tốt bởi các quy định của FCC. Tuy vậy, các dịch vụ trong băng 2 GHz sẽ bị ảnh hởng ở một cấp độ nào đó. Nhng đó cũng chỉ là tại cạnh của băng tần chính UWB và không phổ biến nh các dịch vụ triển khai trên hệ thống tổ ong tại thời điểm hiện tại.
Một số thí nghiệm đã đợc thực hiện. ảnh hởng của hệ thống truyền thông UWB lên băng PCS 1.9 GHz đã đợc kiểm tra. Kết quả kiểm tra cho thấy không có ảnh hởng gì đáng
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chơng 5. Phân tích nhiễu
kể mà UWB đã gây ra cho hệ thống tổ ong. Trong các thí nghiệm kiểm tra, điện thoại di động đợc đặt cách anten phát UWB 1.5 m, đó cũng là một khoảng cách không phải lớn.
Chơng 6 Kết luận
Công nghệ truyền thông UWB là một công nghệ mới và hiện tại nhiều phạm vi ứng dụng của nó vẫn đang còn đợc nghiên cứu trên cả lý thuyết cũng nh kiểm nghiệm trong thực tế. Nội dung đồ án đã nêu và phân tích đợc những vấn đề cơ bản nhất liên quan đến công nghệ này.
Chơng 1: Làm rõ đợc các vấn đề nh chuẩn hoá, các ứng dụng, các thách thức mà công nghệ UWB phải đối mặt, các u điểm chính của hệ thống.
Chơng 2: Làm rõ đợc nhiều vấn đề liên quan đến xử lý tín hiệu trong UWB nh các dạng xung sử dụng trong UWB và sự lựa chọn dạng thích hợp nhất trên cả phơng diện lý thuyết và thực tế, các phơng pháp điều chế và sự đánh giá so sánh cần thiết để có thể lựa chọn một phơng pháp khả dụng nhất, phân tích đợc các ảnh hởng đến truyền dẫn tín hiệu UWB, các kỹ thuật đa truy nhập đợc sử dụng và khả năng ứng dụng của nó trong UWB, phân tích đợc vấn đề công suất sử dụng trong hệ thống này.
Chơng 3: Nêu đợc kiến trúc tổng quan của hệ thống UWB, có sự phân tích nhng cha đi sâu. Chơng này tập chung chính vào các vấn đề có liên quan dến bộ thu tín hiệu UWB (phần quan trọng nhất trong hệ thống) phân tích đợc loại bộ thu thờng đợc dùng trong hệ thống UWB (bộ thu sử dụng máy thu Rake), trong đó có kèm theo những đánh giá về mốt số tham số của bộ thu nh số lợng Rake finger. Trong chơng cũng đề cập đến vấn đề hệ số PG trong UWB, một tham số quan trọng quyết định khả năng làm việc của hệ thống trong điều kiện mức công suất phát thấp do bị ràng buộc để giảm ảnh hởng đến các hệ thống vô tuyến đang tồn tại khác.
Chơng 4: So sánh UWB với các công nghệ băng rộng khác nh CDMA, OFDM. Có những đánh giá về tỉ số lỗi bít của UWB so với các hệ thống trải phổ trực tiếp hiện tại. Nêu đợc các đặc điểm nổi bật của OFDM, do đó để có thể thấy đợc khả năng ứng dụng của OFDM trong UWB (sự kết hợp công nghệ).
Chơng 5: Phân tích đợc nhiễu từ hệ thống UWB đến các hệ thống khác, đặc biệt là WLAN và cũng có xem xét ảnh hởng từ những hệ thống khác đến việc truyền dẫn tín hiệu UWB, chỉ ra đợc một số giải pháp cho vấn đề nhiễu này.
Trên đây là những vấn đề chính mà đồ án đã nghiên cứu đợc về công nghệ truyền thông UWB. Đề tài cha đề cập đến các vấn đề nh: Mô hình kênh, dung lợng hệ thống, anten sử dụng trong UWB, đồng bộ hoá… Đó là những vấn đề mà nếu đề mà nếu phân tích đợc kỹ sẽ là những điểm hấp dẫn. Đề tài cũng cha phân tích sâu đợc về các loại bộ thu tối u của thống UWB, xu hớng phát triển chính của đề tài.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chơng 7. Phụ lục Chơng 7 phụ lục 7.1 Phụ lục A Vì chúng ta có: ( ) 2 2 2 . . . . .π π f τ2 e π f τ j f GM =− − (A-1)
Chúng ta có phổ năng lợng của xung Gaussian đơn chu kỳ: ( )f 2 =π3.f 2.τ4.e−2π2τ2
GM (A-2)
Tần số trung tâm fc phải thoả mãn công thức: ( ) ( 2)/ =2.π3. .τ4. −2π2 c2τ2 −4.π5. 3.τ6 −2π2fc2τ2 =0 c f c c df f e f e f GM d 2 6 3 4 4. . . . . 2 fcτ = fc τ π 2 fc2τ 2π 2 =1 (A-3) Do đó, chúng ta chứng tỏ rằng fc tỉ lệ với nghịch đảo của τ.
Bớc tiếp theo là xác định độ rộng băng 3dB của phổ năng lợng xung đơn. Tần số 3dB f3dB
phải thoả mãn: ( )2 ( )2 3 2 1 c dB GM f f GM = (A-4) 2 2 2 2 2 3 2 2 4 3 2 2 3 4 2 3 . . . . 2 1 . . .τ π π dBτ τ π π fcτ c f dB e f e f − = − 2 2 2 2 2 2 3 2 2 3 2 . ln 2 2 ln f dB − π f dBτ = fc − π fcτ (A-5) Chúng ta giả thiết f3dB=mfc và 2π2fc2τ2=1, nên:
1 ln
2 2
ln + m=m2 − (A-6)
Dựa trên hình 7-1, chúng ta có đợc giá trị của m là 0.48 hoặc 1.64, vì vậy độ rộng băng -3dB có thể đợc tính nh sau:
( ) c c
dB f f
Hình 7-1: Minh hoạ cho phơng trình A-5
7.2 Phụ lục B
Công suất tín hiệu UWB đợc phát tối đa theo đặc tả FCC là:
PTx=-41.25dBm/MHz.7.5GHz=0.56 milliwatts=-32.5181dBW (B-1) Chúng ta giả thiết khoảng cách giữa anten thu và anten phát là 10 mét, theo mô hình -1.9 LOS đợc đề xuất bởi Phillips Research Redhill:
PRx e-1.9d PTx (B-2) Chúng ta có công suất tín hiệu UWB thu đợc:
PRx_dB=10log(e-1.9)-32.5=-82.5160-32.5181=-115.0341 dBW (B-3) Dựa trên giả thiết tạp âm của mạch điện là từ tạp các âm nhiệt, công suất tạp âm đợc ớc tính nh sau:
PNoise_dB=10log(PNoise)+FLNA_dB =10log(k.T.B)+FLNA_dB =10log(k.298.11.4.109)+5 =-98.2900 dBW (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong đó k là hằng số Boltzmann, k=1.38x10-23J/K; T là nhiệt độ tuyệt đối của mạch điện, ví dụ nh 298 K; B là độ rộng băng của xung UWB thu đợc; FLNA_dB là tạp âm của LNA, và 5 dB đợc sử dụng nh là một giá trị xấp xỉ.
Vì vậy, SNR có thể đợc tính toán dựa trên công suất tín hiệu UWB thu đợc và công suất tạp âm nhiệt:
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chơng 7. Phụ lục
7.3 Phục lục C
Sơ đồ khối bộ phát tín hiệu OFDM:
Tài liệu tham khảo
1. R. J. Fontana and S. Gunderson. Ultra-wideband precision asset location system. In UWBST 2002 IEEE Conference on Ultra Wideband Systems and Technologies, May 2002.
2.John.Wiley.and.Sons.Ultra.Wideband.Signals.and.Systems.in.Communication.Engineering. 3. G. F. Ross. Transmission and reception system for generating and receiving
base-band duration pulse signals without distortion for short base-band pulse communicaton system. U.S. Patent 3,728,632, April 1973.
4. Time Domain. http://www.timedomain.com.
5. XtremeSpectrum. http://www.xtremespectrum.com.
6. T. W. Barrett. History of ultra wideband (UWB) radar & communications: Pioneers and innovators. In Proceedings of Progress in Electromagnetics Symposium 2000 (PIERS2000), July 2000.
7. C. L. Bennett and G. F. Ross. Time-domain electromagnetics and its applications. Proceedings of the IEEE, 66:299–318, March 1978.
8. J. Williams. The IEEE 802.11b security problem, part 1. IT Professional, pages 91–96, November 2001.
9. F. Ramirez-Mireles and R. A. Scholtz. Wireless multiple-access using SS timehopping and block waveform pulse position modulation, part 2: Multipleaccess
performance. In Proceedings ISITA Symposium, October 1998.
10. M. Z. Win and R. A. Scholtz. Ultra-wide bandwidth time-hopping spread spectrum impulse radio for wireless multiple-access communication. IEEE Transactions on Communications, 48(4):679–691, April 2000.