CÁC KỸ THUẬT TRONG ANTEN THÔNG MINH
3.2.2 Tạo búp sóng thích nghi (Beamforming thích nghi)
Kỹ thuật tạo búp sóng thích nghi cho phép hiệu chỉnh một cách mềm dẻo giản đồ phương hướng của anten mảng để tối ưu một số đặc tính của tín hiệu thu được.
Trong quá trình quay búp sóng, búp sóng chính của mảng có thể thay đổi hướng một cách liên tục hoặc theo từng bước nhỏ.
Anten mảng sử dụng kỹ thuật tạo búp sóng thích nghi có thể loại bỏ tín hiệu gây nhiễu có hướng tới khác hướng tín hiệu mong muốn. Anten mảng đa phân cực cũng có thể loại bỏ các tín hiệu gây nhiễu có các trạng thái phân cực khác trạng thái phân cực của tín hiệu mong muốn, ngay cả khi chúng có cùng hướng tới với tín hiệu mong muốn. Những khả năng đặc biệt này có thể được sử dụng để cải thiện dung lượng của hệ thống thông tin vô tuyến.
Dạng hình học của anten mảng và các yếu tố khác như giản đồ phương hướng, hướng, phân cực của các phần tử đều có ảnh hưởng trực tiếp đến chỉ tiêu chất lượng của anten mảng.
Các trọng số phức của mỗi phần tử trong anten mảng có thể được tính toán nhằm tối ưu một số đặc tính của tín hiệu thu được. Điều này không phải luôn luôn thực hiện được; ngay cả với một anten mảng có một búp sóng định hướng tối đa theo tín hiệu mong muốn vẫn có thể không tạo ra được tín hiệu anten mảng đầu ra tối ưu. Thông thường, việc tối ưu anten mảng được thực hiện bằng cách tạo ra các búp có giá trị bằng không (null) theo hướng tín hiệu gây nhiễu. Kỹ thuật tạo búp sóng thích nghi là một phép lặp xấp xỉ của tạo búp sóng tối ưu.
Với một anten mảng tổng quát, tín hiệu đầu ra của mảng y(t) là tổng có trọng số của các tín hiệu nhận được si(t) ở các phần tử mảng có giản đồ phương hướng gm(θ,φ) (tăng ích) và tạp âm nhiệt n(t) từ các máy thu nối với các phần tử (Hình 3.1). Trong trường hợp chúng ta đang xét, s1(t) là tín hiệu mong muốn, và có L tín hiệu khác được xem như là nguồn gây nhiễu. Trong một hệ thống thích nghi, trọng số wm được xác định theo phương pháp lặp dựa trên tín hiệu đầu ra y(t), một tín hiệu tham khảo d(t) – là tín hiệu gần đúng của tín hiệu mong muốn, và các trọng số quá khứ (được xác định ở các bước lặp trước). Tín hiệu tham khảo được giả thiết là giống hệt với tín hiệu mong muốn. Trong thực tế giả thiết này có thể đạt được hoặc gần đúng khi chúng ta sử dụng một chuỗi huấn luyện hoặc chuỗi đồng bộ hoặc một mã trải phổ CDMA mà đã được máy thu biết trước. Ở đây, ta sẽ xác định các thành phần trọng số tối ưu cho phép tối thiểu hoá lỗi bình phương trung bình ε(t) giữa tín hiệu đầu ra của anten mảng và tín hiệu tham khảo. Tín hiệu
mong muốn s1(t), L tín hiệu gây nhiễu, và tạp âm Gauss trắng cộng được coi là cùng một nguồn. Giản đồ phương hướng không nhất thiết phải giống nhau đối với mọi phần tử anten.
Hình 3.1. Anten mảng thích nghi
Đầu ra của mảng được tính bằng:
y(t)= wHx(t) (3.5) Trong đó wH là biến đổi liên hợp phức chuyển vị của vectơ trọng số w.