P w Công suất mang bởi ống dẫn sóng (t-ơng đối so với P NB-NLOS )
-10dB
h() Thời gian tán sắc thêm vào đ-ợc tạo ra trong ống dẫn sóng
Exp(-/) v=200ns (èng dÉn sãng)
0ns (góc mái nhà) Pdf( i,v ) Phân bố giá trị riêng của ma trận Exp(-/4)
truyền với các thành phần nằm ngang
Pdf( i,h ) Phân bố giá trị riêng của ma trận truyền với các thành phần nằm dọc
Exp(-/0.01)
P wBsdirect Công suất ghép trong ống dẫn
sóng trực tiếp ( t-ơng đối so với P w )
-0.45dB
P wBsscatt Công suất ghép trong ống dẫn
sóng xa các vật tán xạ BS (t-ơng
đối so với P w )
-dB
spread-illum-wBS Góc mở của các vật tán xạ BS có công suất ghép trong ống dẫn sãng
Tất cả các vật tán xạ đ-ợc chiếu xạ
P w.Msdirect Công suất ghép ngoài ống dẫn sóng trực tiếp (t-ơng đối so với P w )
-6dB
P w.Msscatt Công suất ghép trong ống dẫn
sóng qua các vật tán xạ MS ở xa (t-ơng đối so với P w )
6dB
spread-illum-wMS Góc mở của các vật tán xạ MS có công suất ghép trong ống dẫn sãng
Tất cả các vật tán xạ đ-ợc chiếu xạ
P wfc-BS Công suất ghép trong ống dẫn
sóng bởi mỗi đám tán xạ ở xa
-10dB
3.3.2 Dung năng của các kênh phẳng về tần số và kênh lựa chọn tần số
Khi các thông số đã đ-ợc xác định, các đáp ứng xung có thể đ-ợc tạo ra
đơn giản bằng cách cộng thêm các thành phần phụ từ các quá trình truyền sóng khác nhau. Các tính chất của MPC h( i , R,i , T,i ) có thể đ-ợc tính toán trực tiếp từ vị trí của các vật tán xạ, đã biết của hàm truyền qua ma trận kênh
đ-ợc tính từ biểu thức (3.2) với các cấu hình anten khác nhau. Khi biết ma trận hàm truyền, chúng ta có thể tính đ-ợc dung năng của các kênh phẳng về tần số và kênh lựa chọn tần số. Với tr-ờng hợp kênh phẳng về tần số dung năng là:
H
t Nr
Nr HH
I N
C log 2 det *
Trong đó I Nr*Nr là ma trận đơn vị N r * N r và là trung bình tỷ số SNR trên mỗi nhánh thu và H chứa hàm truyền từ x R,m đến x T,k .
Đối với trường hợp lựa chọn tần số, tốt nhất là chuyển đáp ứng xung sang miền tần số để đạt đƣợc dung năng đã chuẩn hoá.
f H f df N H
B I
C H
t Nr
B Nr
1 log 2 det *
Trong đó B là băng tần xét. Còn với trường hợp khác dung năng là một biến ngẫu nhiên, vì đầu vào ma trận hàm truyền là các biến ngẫu nhiên.
1 0.8 0.6
df c ủa d un g nă ng 0.4 1*1
2*2
4*4
8*8
3.3.3 Kết quả mô phỏng
Hình 3.4 chỉ ra sự phân bố dung năng ngừng hoạt động của một kênh với các thông số đặc trƣng điển hình cho vùng đô thị, vĩ ô có khoảng cách từ BS đến MS lớn (các thông số trong cột 3 bảng 3.1). Kết quả này áp dụng với các hệ thống anten đơn (1*1) cũng nhƣ hệ thống (2*2) , (4*4) và (8*8). Để so sánh, chúng tôi cũng đưa ra kết quả cho trường hợp lý tưởng đó là kênh fading Rayleigh với tất cả các phần tử anten. Đối với một số lƣợng nhỏ anten, dung năng thực tế đạt được rất gần với dung năng lý tưởng. Tuy nhiên khi số lượng thành phần anten tăng, sự khác biệt giữa trường hợp lý tưởng và thực tế là khá rõ. Điều này do có sự xuất hiện của hiện tƣợng giảm bậc trong ma trận kênh tổng, do đó các thành phần anten được cộng thêm không đủ đường truyền độc lập để hỗ trợ các chùm dữ liệu độc lập. Lưu ý rằng mô hình lý tưởng cho dung năng thấp hơn mô hình trong trường hợp (1*1) do mô hình này có thành phần LOS làm giảm xác suất các fading sâu.
Cũng lưu ý sự khác biệt giữa dung năng tính toán và công suất lý tưởng hoá vàa cỡ 30% với hệ thống (4*4) phù hợp kết quả đo. Do không phải là sự chứng minh đúng đắn lý thuyết của chúng ta thì ít nhất cũng là một sự nghiệmvnaw
3.4 Kết luận.
Chúng tôi đã trình bày về mô hình kênh truyền MIMO không dây. Xác định các cơ chế truyền quan trọng nhất và xây dựng mô hình vật lý. Xem xét hiện tƣợng tán xạ quanh BS và MS cũng nhƣ tán xạ ở xa và tán xạ đa chiều, nhiễu xạ và hiệu ứng dẫn sóng. Thực tế là chỉ có một số lƣợng giới hạn các vật tán xạ tham gia mà thôi. Tất cả những hiệu ứng do sự đóng góp của các giá trị riêng khác với kết quả của kênh Rayleigh độc lập và do vậy cho ta một dung năng thấp hơn. Một số đường phân bố dung năng thí dụ dựa trên việc lựa chọn thông số đặc trƣng biểu diễn những tổn thất về dung năng này.
Chúng tôi cũng đưa ra các phương trình cho các đáp ứng xung như một hàm thông số cả với công thức dưới dạng định hướng kép và công thức dạng ma trận kênh dùng để đặc trƣng cho kênh MIMO.
Đặc trƣng hoá đầy đủ một mô hình cần một số lƣợng đáng kể các thông số. Việc xác định đầy đủ sự phân bố dữ liệu trên các thông số này là một nhiệm vụ khó khăn và làm các nhà thực nghiệm còn bận bịu trong nhiều năm tới. Có lẽ đây là lần đầu tiên một mô hình kênh MIMO đƣợc mô tả dầy đủ. Trên cơ sở đó thực hiện việc đo đạc tổng thể. Thêm vào đó mô hình này cũng tái sử dụng rất nhiều số liệu của các chương trình xác định đơn hướng và vô hướng trước kia.