Trong mô phỏng, 10 phần tử, phần tử mảng tuyến tính đã đƣợc sử dụng, mảng thành phần có chiều dài bằng ½ lần chiều dài sóng, định vị GPS lấy mẫu BPSK truyền ở 50 b/s ; mã C/A là mã Gold với tốc độ chip là 1,023Mchip/s và lặp lại mỗi ms (mili giây) ; tần số sóng mang Fc =100MHz . Tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR) và tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SINR) là biết trƣớc , công suất tín hiệu giả sử là công suất trong điều kiện làm việc bình thƣờng, là công suất tạp âm và là công suất nhiễu. Nhiễu sử dụng trong mô phỏng tạo ra các tín hiệu nhị phân với DOAs=300, 500 .
Nguyễn Thanh Tùng Trang 78
Hình 4.3. Cường độ tín hiệu hai kênh đầu tiên
Nguyễn Thanh Tùng Trang 79
Hình 4.5. Đồ thị cực yếu tố mảng dịch pha Beamformer
Nguyễn Thanh Tùng Trang 80
Hình 4.7. Tín hiệu đầu ra của MVDR beamformer với sự có mặt của nhiễu
Hình 4.8. Đồ thị cực yếu tố mảng dịch pha Beamformer và MVDR beamformer
Chiều rộng của chùm tia đƣợc thay đổi với số phần tử của mảng. Nhƣ hình vẽ ở đây ta mô phỏng 10 phần tử mảng và với góc DOA=450 .Ở góc độ theo nguồn nhiễu, độ lợi mảng là 0. Khi ta thay đổi số lƣợng của các yếu tố, mức tăng mảng ở góc giữa
Nguyễn Thanh Tùng Trang 81
hai nguồn nhiễu ví dụ một độ phân giải trong trƣờng hợp đó là một vệ tinh nằm giữa hai nguồn nhiễu, K=7 là tối đa. Hình 4.8 thể hiện cho yếu tố mảng trong trƣờng hợp của beamforming duy nhất.
4.5. Kết luận
Trong phần này đã trình bày nhiều beam đa kênh thu GNSS có khả năng giảm tối thiểu sự can thiệp và tăng cƣờng tín hiệu mon muốn từ vệ tinh với hai giai đoạn hoạt động cho hiệu suất tối ƣu. Đây là lần đầu tiên áp dụng kỹ thuật null để giảm nhiễu cho việc đạt đƣợc của những vệ tinh và tối ƣu đa beamforming cho việc quan sát vệ tinh. Công việc hiện đang đƣợc thực hiện trong các ứng dụng của bộ lọc trạng thái tối ƣu phi tuyến cho sự kết hợp tối ƣu của nhiều beamforming và phát hiện của AOA.
Nguyễn Thanh Tùng Trang 82
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Bằng việc áp dụng thuật toán beamforming thiết kế hệ thống thu GNSS đã khắc phục đƣợc nhƣợc điểm chính của nó là nhiễu fading đa đƣờng, nhiễu giao thoa đồng kênh và các loại nhiễu khác. Bằng việc xử lý phân tập, hệ thống thu GNSS đã cải thiện đƣợc chất lƣợng kênh truyền thông qua việc cải thiện tỷ số SINR tại đầu ra của bộ thu từ đó nâng cao đƣợc dung lƣợng của hệ thống .
Luận văn bao gồm phần lý thuyết và mô phỏng đã chứng minh kết quả lý thuyết đƣợc trình bày và cho chúng ta một cái nhìn tổng quan về thuật toán beamforming trong thiết kế bộ thu GNSS. Không chỉ trong hệ thống GNSS mà hầu hết các hệ thống thông tin di động không dây đều có thể áp dụng đƣợc thuật toán beamforming để nâng cao chất lƣợng kênh truyền từ đó tăng dung lƣợng hệ thống.
Song có một điều chƣa hoàn chỉnh của kỹ thuật phân tập này đó là nó chỉ mới thiết kế bộ thu đơn trong GNSS . Vì vậy, hƣớng phát triển đề tài là: “Nghiên cứu, ứng dụng thuật toán đa Beamforming thiết kế đa bộ thu GNSS”
Nguyễn Thanh Tùng Trang 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- A Primer on Digital Beamforming- Toby Haynes, Spectrum Signal Processing
- Analysis of GNSS Beamforming and Angel of arrival estimation in Multipath Environments, Mohammad HatefKeshvadi, Ali BroimandanSchulich School of Engineering Position, Location and Navigation (PLAN) Group University of Calgary
- Test results of a digital beamforming GPS receiver in a Jamming environment , Alison Brown and Neil Gerein, NAVSYS Corporation
-Matrix Computations ,G. H. Golub and C.F. Van Loan, Baltimore, MD, John Hopkins University Press, 1989.
-Space Time Processing for the Wideband CDMA System. K. A. Zahid, M.S. Thesis, VirginiaTech, Jan 2001.
-.Adaptive convergence of linearly constrained beamformers based on the sample covariance matrix,. B. D. Van Veen, IEEE Trans. Signal Processing, vol. 39, pp. 1470.1473, 1991.
-Controlling adaptive antenna arrays with the sample matrix inversion algorithm, L. J. Horowitz, H. Blatt, W. G. Brodsky, and K. D. Senne, .. IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. AES-15,pp. 840.847, 1979.
-Adaptive Filter Theory. S. Haykin,Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1991.
- A novel adaptive beamforming algorithm for a smart antenna system in a CDMA mobile communication environment. IEEE Transactions on Vehicular, S. Choi and D. Shim , . vol. 49, No. 5, pp. 1793 -1806, Sept. 2000.
- Simulation of Adaptive Array Algorithms for CDMA Systems. M.S. Thesis, VirginiaTech, Z. Rong, Sept 1996.
- Numerical Analysis. Brooks/Cole, Pacific Grove, California, 7th ed., 2001. R. L. Burden, and J. D. Faires.