Cĩ hai mơ hình GBSB, mơ hình GBSB đường trịn và mơ hình GBSB elip. Mơ hình GBSB đường trịn cĩ thể được áp dụng trong mơi trường macrocell ở các vùng ngoại ơ thành phố hay vùng nơng thơn. Trong khi đĩ, mơ hình GBSB elip cĩ thể được áp dụng cho mơi trường microcell ở các khu vực thành thị. Mơ hình GBSB giả thiết rằng các tính hiệu đa đường được tạo ra b ởi sự phản xạ của các bộ tán xạ, mà các bộ tán xạ này được phân bố đồng nhất trong một đường trịn và elip xác định trước. Độ trễ, mức cơng suất trung bình, gĩc tới của mỗi một tín hiệu đa đường được xác định từ vị trí của các bộ tán xạ.
Trong mơ hình GBSB đường trịn, giả thiết là các bộ tán xạ được đặt trong một đường trịn xung quanh một trạm di động như thấy trong hình 3.15. Hai tham số chính của mơ hình là D và τm, với D là khoảng cách giữa trạm gốc và trạm di động, τm là thời gian đến lớn nhất (TOA), tức là độ trễ lớn nhất. TOA
lớn nhất τm được sử dụng để định nghĩa bán kính của đường trịn
2 m m c D R = τ − , với c là vận tốc ánh sáng. 106
Trong mơ hình GBSB elip, trạm gốc và trạm di động được giả thiết là đặt tại tiêu điểm của một hình elip như thấy trong hình 3.16. Hai tham số chính của của mơ hình là D và τm, với D là khoảng cách giữa trạm gốc và trạm di động, τm là độ trễ lớn nhất. Độ trễ lớn nhất τm được dùng để định nghĩa đường
biên (trục chính và trục phụ ) của elip sao cho trục chính
2 m m c a = τ , c là tốc độ ánh sáng. Khi đĩ mật độ phổ cơng suất hướng chung của AOA và TOA là:
2 2 , 3 2( 1)( 2 cos 1) ( , ) 1 ( cos ) r m r r r f r r r r θ π θ π θ θ πβ θ − ≤ ≤ − − + = ≤ ≤ −
Với rm: là giá trị lớn nhất của độ trễ thành phần đa đường chuẩn hĩa.
0 m m r τ τ =
τ0 là độ trễ đường truyền LOS với khoảng cách d0.
β là tham số được tính theo cơng thức β =rm rm2−1
Hình 3.14: Hình học của mơ hình GBSB elip 3.3.3.2. Thủ tục lấy profile kênh sử dụng GBSB
Thủ tục sau đây được sử dụng để lấy thơng tin kênh sử dụng mơ hình GBSB. Một bộ tán xạ được đặt ngẫu nhiên trong một hình trịn hay một hình elip đã được xác định trước đĩ. Khoảng cách rb giữa trạm gốc và bộ tán xạ, rs
là khoảng cách giữa bộ tán xạ và trạm di động tính được từ vị trí của bộ tán xạ. trễ truyền lan τ được tính là (rb+rs)/c, với c là tốc độ của ánh sáng. Khi một bộ tán xạ được đặt ngẫu nhiên, thì trễ truyền lan được tính tốn cũng giống như trên. Nếu sự sai khác giữa trễ truyền lan mới này với bất cứ một trễ truyền lan đang tồn tại nào lớn hơn độ trễ 1 chip (khoảng 260 ns đối với hệ thống 3GPP WCDMA), khi đĩ bộ tán xạ vừa mới lắp đặt này được lựa chọn. Mặt khác, bộ tán xạ này bị xố khi tín hiệu đa đường khơng thể được phân tích bởi một bộ thu rake. Quá trình này lặp lại cho đến khi đạt được một số lượng đa đường cho trước.
Cơng suất trung bình đơn vị P0 được gán cho tín hiệu đa đường với trễ truyền lan nhỏ nhất p0. Cơng suất trung bình của một tín hiệu đa đường Pi, i≠
0 được tính tốn bằng cách sử dụng mơ hình tổn hao đường truyền trung bình như sau
Pi = P0*( τ i/ τ 0)-n
với τ i là trễ truyền lan của đa đường và n là hàm mũ tổn hao đường.
Thiết lập n = 3.5 trong mơ phỏng của chúng ta. AOA của mỗi một tín hiệu đa đường đạt được từ vị trí của bộ tán xạ và trạm di động.
Hình 3.17 minh hoạ các ví dụ của dạng kênh của bốn tín hiệu đa đường đạt được bằng thủ tục trình bày ở trên. Dạng kênh thứ nhất trong hình 3.17(a) là cho mơ hình kênh đường trịn GBSB, với khoảng cách D được thiết lập là
Hình 3.15: Dạng kênh của mơ hình elip và đường trịn GBSB hình 3.17 (b) là cho mơ hình kênh elip GBSB, với khoảng cách D được thiết lập là 800 m đối với mơi trường tín hiệu thành phố và độ trễ tối đa τm là 20 chip (tương đương với 5.2 μs).Độ trễ lớn nhất của hai mơ hình kênh GBSB được lựa chọn sao cho sự khác biệt về mặt thời gian giữa độ trễ lớn nhất τm và độ trễ của tín hiệu truyền thẳng (=D/c) là tương đối bằng nhau (khoảng 9.5 chip đối với hệ thống 3GPP WCDMA) cho cả hai mơ hình. Cĩ thể thấy từ hai hình này là tất cả các tín hiệu đa đường của hai mơ hình kênh nằm trong cửa sổ thời gian khoảng 10 chip do việc lựa chọn độ trễ lớn nhất.
Một hiện tượng quan trọng của mơ hình kênh GBSB là khoảng cách tương đối của tín hiệu đa đường với tín hiệu đa đường thứ nhất trong mơ hình kênh đường trịn là nhỏ hơn so với mơ hình kênh elip. Do đĩ, điều này sẽ làm cho tổn hao đường truyền thấp hơn một cách tương đối, tức là, cơng suất tín hiệu lớn hơn. Hiện tượng này biều hiện rõ nhất trong hai hình vẽ trên. Hiện tượng này cũng dẫn đến một thực tế rất quan trọng. Khi tín hiệu đa đường đĩng vai trị là nhiễu đối với các tín hiệu đa đường khác, các tín hiệu đa đường mạnh của mơ hình đường trịn sẽ chịu một nhiễu mạnh. Nếu mức tạp thấp đối với
mơ hình đường trịn thì SINR chủ yếu là do nhiễu.Do đĩ, SINR của mơ hình đường trịn nhỏ hơn SINR của mơ hình elip trong mức tạp âm thấp. Điều này là ngược lại với tạp âm mạnh. SINR của mơ hình đường trịn lớn hơn của SINR của mơ hình elip trong mức tạp âm cao. Hiện tượng này cũng giải thích được ảnh hưởng của trễ lớn nhất trong mơ hình kênh GBSB.
3.4. Tổng kết
Như vậy trong chương này chúng ta đã đi vào nghiên cứu tổng quan về hệ thống cơng nghệ W-CDMA và khả năng ứng dụng của anten thơng minh trong hệ thống WCDMA gồm hệ thống thơng tin 3GPP. Đồng thời, giới thiệu các cấu trúc của hệ thống anten thơng minh kép được áp dụng trong một số hệ thống thơng tin di động trên thế giới.
Mơ hình kênh đường xuống của 3GPP được giới thiệu trong chương này để phục vụ cho ứng dụng cho hệ thống anten thơng minh. Bên cạnh đĩ, chương này cịn đưa ra khái niệm cơ bản nhất về tương quan đường bao trong hệ thống anten kép và dựa vào đĩ để xem xét các mơ hình kênh thống kê:mơ hình kênh pha đinh tương quan khơng chặt, mơ hình kênh tương quan khơng ,cũng như thủ tục lấy profile kênh sử dụng mơ hình kênh GBSB.