Tạo các đƣờng truyền độc lập

Một phần của tài liệu Nghiên cứu giải pháp xử lý tín hiệu để cải thiện chất lượng truyền số liệu trong mạng tính toán di động thế hệ thứ 3 (Trang 45)

Có rất nhiều cách để thực hiện các đƣờng fading độc lập trong một hệ thống vô tuyến. Một phƣơng pháp đƣợc sử dụng là dùng nhiều anten phát hoặc thu, gọi là giàn anten, ở đây các thành phần của giàn cách nhau một khoảng nhất định. Đây là phân tập không gian. Lƣu ý rằng với phân tập không gian thu, các đƣờng fading độc lập đƣợc thực hiện mà không cần tăng công suất truyền tín hiệu hay băng thông. Hơn nữa, kết hợp các tín hiệu phân tập dẫn đến tăng SNR tại đầu thu. Ngƣợc lại, để có đƣợc các đƣờng độc lập qua phân tập không gian

phát, thì công suất phát phải đƣợc chia ra nhiều anten. Nhƣ vậy, với kết hợp các tín hiệu phát SNR nhận đƣợc giống nhau nếu có đúng một anten phát đơn.

Phân tập phân cực sử dụng hoặc hai anten phát hoặc hai anten thu với độ phân cực khác nhau ( ví dụ các sóng phân cực thẳng đứng và nằm ngang ). Hai sóng truyền theo trên một đƣờng. Tuy nhiên, do nhiều phản xạ ngẫu nhiên phân bố công suất gần nhƣ bằng nhau với cả hai phân cực, nên công suất thu trung bình tƣơng ứng với mỗi anten bị phân cực xấp xỉ nhƣ nhau. Vì góc tán xạ của mỗi phân cực là ngẫu nhiên, nên ít có khả năng những tín hiệu thu trên hai anten phân cực khác nhau sẽ bị tiêu tan. Có hai sự bất lợi của phân tập phân cực. Đầu tiên, có tối đa hai nhánh phân tập, tƣơng ứng với hai kiểu phân cực. Sự bất lợi thứ hai là phân tập phân cực mất một nửa công suất thực ( 3 dB ) vì công suất phát hay thu bị chia cho các phân cực khác nhau của hai anten. Các anten định hƣớng cung cấp góc hay hƣớng, phân tập bị hạn chế bởi độ rộng búp song thu tới một góc đã cho. Ở mức độ cao nhất, nếu góc rất nhỏ thì một trong số các tia đa đƣờng sẽ nằm trong độ rộng beam thu, vì vậy không có fading đa đƣờng từ nhiều tia. Tuy nhiên, điều này đòi hỏi kỹ thuật phân tập hoặc đủ số anten định hƣớng để đạt đƣợc bề rộng tất cả các hƣớng đến có thể hoặc một anten đơn mà hƣớng của nó có thể xoay tới các góc đến của một trong những thành phần đa đƣờng ( tốt nhất là một cái mạnh nhất ). Cũng lƣu ý rằng với kỹ thuật này có thể làm giảm SNR do mất các thành phần đa đƣờng rơi bên ngoài độ rộng góc anten nhận, trừ khi độ lợi hƣớng của anten đủ lớn để bù cho mất mát công suất này. Các anten thông minh ( smart antennas ) là các giàn gồm các anten định hƣớng có thể đƣợc xoay tới góc của thành phần đa đƣờng mạnh nhất.

Phân tập tần số đạt đƣợc bằng cách phát cùng tín hiệu băng hẹp tại các tần số sóng mang khác nhau, các sóng mang đƣợc chia thành giải thông phù hợp của kênh. Kỹ thuật này yêu cầu bổ sung thêm công suất phát để gửi tín hiệu qua nhiều giải tần số. Các kỹ thuật trải phổ đôi khi đƣợc mô tả nhƣ là phân tập tần số cung cấp độ lợi kênh khác nhau qua băng thông của tín hiệu phát. Tuy nhiên điều này không tƣơng đƣơng với gửi cùng một tín hiệu qua các đƣờng fading độc lập. Trải phổ với sự thu cung cấp các đƣờng fadinh độc lập của tín hiệu thông tin và đó là một hình thức của phân tập tần số.

Phân tập thời gian đạt đƣợc bằng truyền dẫn cùng một tín hiệu tại các thời điểm khác nhau, trong đó thời gian khác nhau này lớn hơn thời gian kết hợp

kênh ( nghịch đảo lan truyền kênh Doppler ). Phân tập thời gian không cần tăng cƣờng công suất phát, nhƣng giảm tốc độ dữ liệu do dữ liệu đƣợc lặp trong các khe thời gian phân tập chứ không phải gửi dữ liệu mới trong các khe thời gian này. Phân tập thời gian cũng có thể đƣợc thực hiện thông qua mã hóa và sự xen kẽ. Rõ ràng phân tập thời gian có thể không đƣợc sử dụng cho các ứng dụng ổn định, vì thời gian kết hợp kênh là vô hạn và vì vậy fading tƣơng ứng cao qua thời gian.

Chƣơng này sẽ tập trung vào phân tập không gian để mô tả các hệ thống phân tập và các công nghệ kết hợp khác, mặc dù các kỹ thuật kết hợp có thể đƣợc áp dụng cho bất kỳ loại phân tập nào. Vì vậy, việc kết hợp các kỹ thuật sẽ đƣợc định nghĩa là các hoạt động trên một giàn anten. Phân tập thu và phát đƣợc nghiên cứu một cách riêng biệt, vì các mô hình cho mỗi hệ thống và các kỹ thuật kết hợp phân tập có sự khác biệt quan trọng.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu giải pháp xử lý tín hiệu để cải thiện chất lượng truyền số liệu trong mạng tính toán di động thế hệ thứ 3 (Trang 45)