Tương thớch mự cỏc trọng số dàn cú một số ưu điểm hơn so với hai hệ thống dựa trờn kỹ thuật tham chiếu thời gian và kỹ thuật tham chiếu khụng gian. Hệ thống được hỗ trợ tham chiếu thời gian chắc chắn đạt được sự đồng bộ và thực hiện giải điều chế trước khi tương thớch trọng số cú thể bắt đầu, trong khi đú hệ thống được hỗ trợ b λi kỹ thuật tham chiếu khụng gian yờu cầu phần cứng cần được định cỡ cẩn thận và dựa trờn thụng tin DoA. Tuy nhiờn, việc trải gúc lớn điển hỡnh của tớn hiệu đến trong picocells nhỏ sẽ gõy ra những khú khăn. Ngược lại, trong một lược đồ tương thớch mự khụng cần cỏc chuỗi tuần tự hay bất cứ thụng tin nào liờn quan đến hỡnh học của dàn ănten. Việc phõn phối cú tham chiếu hay chuỗi tuần tự dẫn đến tốc độ dữ liệu tăng lờn đỏng kể. Tuy nhiờn, sử dụng thuật toỏn tương thớch mụđun hằng cú thể thu được tớn hiệu gõy nhiễu thay thế cho tớn hiệu mong muốn. Sau đõy chỳng ta sẽ nghiờn cứu thuật toỏn mụ đun hằng.
Thuật toỏn mụđun hằng (Constant Modulus-CM) hoạt động dựa trờn nguyờn lý là biờn độ của đầu ra dàn ănten thu phải được giữ nguyờn, trừ phi nhiễu gõy ra dao động. Nếu tớn hiệu phỏt, s(n), cú một đường bao hằng, thỡ đầu ra bộ kết hợp, y(n) trong hỡnh
3.10, cũng phải cú một đường bao hằng. Tuy nhiờn, nếu xuất hiện nhiễu đa đường, thỡ đầu ra bộ kết hợp y(n) sẽ cú một đường bao dao động. Mục tiờu của tạo bỳp súng CM là lưu giữ đầu ra dàn thành một tớn hiệu cú đường bao hằng tớnh theo trung bỡnh. Điều này cú thể đạt được bằng cỏch dịch chuyển vectơ trọng số dàn, ω, làm tối thiểu một hàm chi phớ nhất định nào đú.
Sử dụng thuật toỏn CM để thực hiện hiệu chỉnh kờnh mự, tiờu chuẩn để làm tối thiểu cỏc hàm D(p), được gọi là độ tiờu tỏn của thứ tự p (p là số nguyờn > 0), được định nghĩa b λi:
( )p ( ) ( ( )p ( ))2
p
D n =E y n −R n , (2.77)
Với Rp là hằng số dương thực được cho b λi :
2 [ ( ) ] ( ) [ ( ) ] p p p E a n R n E a n = , (2.78)
Trong đú a(n) là ký tự dữ liệu được phỏt đi. Hàm chi phớ chuẩn là:
( )p ( ) ( ( )p ( ) )p 2
G n =E y n − a n , (2.79)
Khụng được sử dụng trong tương thớch trọng số dàn mự, độc lập với pha của súng mang nhưng phụ thuộc vào giỏ trị của tớn hiệu đầu ra dàn ănten, y(n) , và giỏ trị của tớn hiệu phỏt, a(n). Ngược lại, hàm D(p), được sử dụng trong thuật toỏn CM lại phụ thuộc vào cả pha của súng mang và giỏ trị của ký tự dữ liệu.
Trường hợp thực tế được sử dụng nhiều nhất đú là p = 2, trong đú
(2) 2 2 2 ( ) ( ( ) ( )) D n =E y n −R n , (2.80) Với 4 2 2 [ ( ) ] [ ( ) ] E a n R E a n = , (2.81)
Và hàm chi phớ, D2(n), là lỗi bỡnh phương trung bỡnh giữa giỏ trị của tớn hiệu đầu ra dàn ănten được bỡnh phương và hằng R2(n). Do đú, một lần nữa, sự khỏc nhau chủ yếu giữa hàm chi phớ truyền thống của phương trỡnh 2.79 và hàm chi phớ của thuật toỏn mụđun hằng trong phương trỡnh 2.77 đú là thuật toỏn mụđun hằng khụng sử dụng những thụng tin về giỏ trị của chuỗi tuần tự, ( )a n , mà nú cố gắng tối thiểu hoỏ sự khỏc biệt
đối với hằng số R2(n), cỏi này liờn quan đến cỏc mụ men của ( )a n cho b λi phương
trỡnh 3.81. Núi cỏch khỏc, thuật toỏn tạo bỳp súng CM hướng đến đầu ra của bộ kết hợp theo một đường bao hằng.
Hàm chi phớ được cho dưới dạng sau:
2 2 2 0 1 ( ) [( ( ) ) ] 2 J n = E y n −y , (2.82)
Trong đú y0 là biờn độ tớn hiệu khụng cú nhiễu.
Mục tiờu là tỡm ra một tập cỏc giỏ trị của vectơ trọng số dàn, ω, để tối thiểu hàm chi phớ đó cho. Điều này cú thể đạt được sử dụng phương trỡnh sau:
2 2 0 (n 1) ( ) 2 ( ( )n y n y y n x n) ( ) ( 1) ω + =ω − à − + , (2.83) Hay sử dụng cụng thức cập nhật: 2 (n 1) ( )n R np( ) y n( ) y n x n( ) ( ) ω + =ω +à − , (2.84)
Phương trỡnh được sử dụng trong phương phỏp giảm bậc để cập nhật cỏc trọng số dàn và đồng nhất, tỏch từ phương trỡnh 2.83 sử dụng mẫu hiện cú (x n+1) của đầu ra dàn, trong khi đú phương trỡnh 2.84 sử dụng mẫu trước, ( )x n . Những phương trỡnh này
đồng nhất với chế độ cập nhật của phương trỡnh 2.35 được sử dụng trong thuật toỏn LMS, chỉ khỏc nhau về thuật ngữ lỗi.
Cú hai điều kiện, cỏi cú thể dẫn đến tỡnh huống gradient bằng khụng, để thuật toỏn dừng tương thớch. Thứ nhất là điều kiện y(n) =1, biểu diễn sự tối ưu hội tụ mong muốn. thứ 2 là điều kiện của y(n) =0, để gradient bằng 0. Tuy nhiờn , thật may mắn vỡ đõy khụng phải là một vấn đề thực tế, vỡ y(n) = 0 khụng phải là sự cõn bằng cố định và tạp õm hệ thống làm thay đổi vectơ trọng số từ điểm građient bằng 0. Một vấn đề khỏc trong mụi trường phađinh gõy nhiễu là bộ tạo bỳp súng cú thể lựa chọn nhiễu như tớn hiệu để xử lý, để duy trỡ một mụđun hằng hơn là tớn hiệu mong muốn.
2.3 Tổng kết
Như vậy trong chương này, chỳng ta đi sõu vào phõn tớch cỏc thuật toỏn được ứng dụng trong ănten thụng minh, bao gồm kết hợp phõn tập và kết hợp tương thớch.
Trong kết hợp phõn tập, chương đó đi vào nghiờn cứu cỏc thuật toỏn đặc trưng nhất đú là phõn tập chuyển mạch, phõn tập lựa chọn, phõn tập kết hợp tỷ lệ tối đa, kết hợp độ
lợi cõn bằng, kết hợp lựa chọn tổng quỏt hoỏ, đồng thời cũng đó đưa ra sự so sỏnh mang tớnh chất tổng quan nhất giữa cỏc thuật toỏn này.
Trong kết hợp tương thớch hay cũn gọi là tạo bỳp súng tương thớch, chương đó đưa
ra một vớ dụ nhằm giỳp người đọc ban đầu cú thể hiểu được tạo bỳp súng cú nghĩa là gỡ
và cỏch tiến hành như thế nào, cũng như phõn loại cỏch tạo bỳp súng. Quan trọng hơn cả
là cỏc thuật toỏn tạo bỳp súng tương thớch tham chiếu theo thời gian và khụng gian cũng
như tương thớch mự được giới thiệu trong chương này. Kỹ thuật tham chiếu thời gian
gồm cú cỏc thuật toỏn sau: bỡnh phương trung bỡnh nhỏ nhất, bỡnh phương trung bỡnh
nhỏ nhất chuẩn húa, nghịch đảo ma trận mẫu, bỡnh phương tối thiểu đệ quy. Kỹ thuật
than chiếu khụng gian được trỡnh bày trong phương diện định cỡ ănten. Cuối cựng là
thuật toỏn khối hằng được giới thiệu với những ưu điểm hơn hẳn so với kỹ thuật tham
chiếu thời gian và khụng gian.
Đõy là những cơ s λ để chỳng ta cú thể tiếp tục nghiờn cứu trong những chương sắp tới.
CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG ĂNTEN THễNG MINH TẠI MÁY CẦM
TAY TRONG HỆ THỐNG WCDMA
Chương này sẽ trỡnh bày ứng dụng của ănten thụng minh tại mỏy cầm tay trong hệ thống 3G WCDMA, cũng như cấu trỳc của bộ thu theo cỏc lược đồ khỏc nhau. Đồng thời, chương cũng giới thiệu cỏc mụ hỡnh kờnh vụ tuyến liờn quan.
