Anten thông minh và áp dụng trong các hệ thống thông tin đa sóng mang
Anten thông minh và áp dụng trong các hệ thống thông tin đa sóng mang
Xem bên trong

Anten thông minh và áp dụng trong các hệ thống thông tin đa sóng mang

107 tr. + CD-ROM + Tóm tắt
Luận án TS. Kỹ thuật Viễn thông — Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2012
Luận án đã đề xuất một phương pháp mới xác định hướng sóng đến dùng phối hợp anten vô hướng và anten không tâm pha. Theo phương pháp này số phần tử của hệ anten là 2 song có thể xác định một số lớn (L-1) hướng sóng đến có độ phân giải tương đương hệ anten tuyến tính L phần tử. Dựa trên các kết quả xác định hướng sóng đến, luận án đã đề xuất một mô hình anten thông minh (tạo búp hướng vào nơi có các người dùng tập trung cao) phối hợp với kỹ thuật ghép theo tần số trực giao (OFDM) được xây dựng để có thể tăng dung lượng người dùng trong hệ thống. Điều này được chứng minh thông qua cả biểu thức giải tích lẫn kết quả mô phỏng. Khi bổ sung thêm một anten vô hướng ở tâm phối hợp với các anten trên ba cạnh của tam giác đều, luận án đã đề xuất xây dựng một hệ thống mới kết hợp được cả ba kỹ thuật nhiều đầu vào, nhiều đầu ra (MIMO), OFDM và tạo búp của anten thông minh
Electronic Resources

0.00

Mã: 00050001580 Danh mục: Từ khóa: , ,

Tải về miễn phí bản đầy đủ PDF luận văn tại Link bản đầy đủ 1


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
***
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

TRẦN CAO QUYỀN

ANTEN THÔNG MINH VÀ ÁP DỤNG TRONG CÁC
HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐA SÓNG MANG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

HÀ NỘI – 2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
***
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

TRẦN CAO QUYỀN

ANTEN THÔNG MINH VÀ ÁP DỤNG TRONG CÁC
HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐA SÓNG MANG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông
Mã số : 62 52 70 05

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS.TSKH Phan Anh

2. PGS.TS Trịnh Anh Vũ

HÀ NỘI – 2012
3

MỤC LỤC

Trang phụ bìa
Lời cam đoan i
Mục lục iii
Danh mục các chữ viết tắt vi
Danh mục các bảng viii
Danh mục các hình vẽ đồ thị ix
MỞ ĐẦU 1
Chương 1. MỘT SỐ KỸ THUẬT CHO HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG
THẾ HỆ MỚI

9
1.1 Quy hoạch tần số và dung lượng hệ thống 9
1.2 Bóng che Lognormal 10
1.3 Kỹ thuật OFDM 13
1.4 Kỹ thuật MIMO 18
1.4.1 Giới thiệu hệ thống MIMO
1.4.2 Mô hình hệ thống MIMO
1.4.3 Dung năng của hệ thống MIMO
1.4.4 Dung năng một kênh MIMO 2×2
18
19
22
27
1.5 Kỹ thuật SDMA 28
1.6 Anten thông minh cho OFDM 29
1.7 Kết luận 30
Chương 2. TẠO BÚP SÓNG TRONG HỆ ANTEN THÔNG MINH 31
2.1 Các sơ đồ xử lý phần tử búp sóng 31
2.1.1 Sơ đồ tạo búp sóng truyền thống 33
2.1.2 Sơ đồ tạo búp không 34
2.1.3 Sơ đồ tạo búp tối ưu 34
2.1.3.1 Tối ưu không ràng buộc về hướng các nguồn nhiễu 34
2.1.3.2 Tối ưu ràng buộc 35
2.1.4 Sơ đồ tạo búp tối ưu dùng tín hiệu đối chiếu 35
2.2 Các sơ đồ xử lý không gian búp sóng 36
2.2.1 Xử lý không gian búp sóng tối ưu 38
2.2.2 Sơ đồ loại bỏ búp phụ 38
2.2.3 Sơ đồ loại bỏ nhiễu sau tạo búp (PIC) 39
2.2.3.1 Sơ đồ loại bỏ nhiễu sau tạo búp với tạo búp nhiễu truyền thống
(CIB)
40
2.2.3.2 Sơ đồ loại bỏ nhiễu sau tạo búp với tạo búp nhiễu trực giao
(OIB)
40
2.2.3.3 Sơ đồ loại bỏ nhiễu sau tạo búp với tạo búp nhiễu cải tiến (IIB) 41
4

2.3 So sánh các sơ đồ loại bỏ nhiễu sau tạo búp với các sơ đồ xử lý
phần tử búp sóng

41
2.4 Anten thích nghi 42
2.4.1 Bộ lọc thích nghi băng hẹp 43
2.4.2 Thuật toán chọn đường theo hướng dốc nhất 44
2.4.3 Thuật toán trung bình bình phương tối thiểu 44
2.4.4 Bộ lọc thích nghi băng rộng 46
2.5 Dàn anten đề nghị 47
2.6 Phương pháp quay búp thích nghi 49
2.7 Kết luận 50
Chương 3. XÁC ĐỊNH HƯỚNG SÓNG ĐẾN DÙNG DÀN ANTEN
KHÔNG TÂM PHA

3.1 Phương pháp MLE 52
3.2 Phương pháp MUSIC 54
3.3 Một số mô phỏng để minh họa hoạt động và đánh giá chất lượng
của phương pháp MUSIC dùng dàn anten tuyến tính L phần tử

55
3.4 Phương pháp ESPRIT 59
3.5 Anten không tâm pha 61
3.5.1 Các khái niệm 61
3.5.2 Mối quan hệ giữa phân bố dài và đặc tính pha 62
3.5.3 Điều kiện cho anten có một tâm pha 62
3.5.4. Mở rộng điều kiện của anten có tâm pha cho một dàn anten 63
3.5.5 Phân tích dàn anten không tâm pha với đặc tính pha phi tuyến 63
3.6 Kết hợp dùng dàn anten không tâm pha và thuật toán MUSIC 65
3.7 Một số mô phỏng để đánh giá chất lượng của dàn anten không tâm
pha dùng phương pháp MUSIC

69
3.8 Kết luận 73
Chương 4. ANTEN THÔNG MINH DÙNG CHO HỆ THÔNG TIN
DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI

74
4.1 Anten thông minh ở trạm gốc 74
4.1.1Anten ở trạm gốc truyền thống 74
4.1.2 Anten thông minh ở trạm gốc 75
4.1.2.1 Anten thu và phát 75
4.1.2.2 Hệ anten tìm hướng của trạm gốc 78
4.1.2.3 Các tham số hệ thống 78
4.2 Anten thông minh của người dùng 79
4.3 Các hệ thống cụ thể và mô phỏng 79
4.3.1 Hệ thống hiện dùng cải tiến hỗ trợ OFDM (hệ thống 1) 79
4.3.2 Hệ thống hiện dùng cải tiến hỗ trợ OFDM và tạo búp sóng thích
nghi theo hướng người dùng (hệ thống 2)
80
5

4.3.2.1 Các tính toán dung lượng cho đường lên hệ thống 2 80
4.3.2.2 Các tính toán dung lượng cho đường xuống hệ thống 2 90
4.3.3 Hệ thống hiện dùng cải tiến hỗ trợ OFDM và MIMO 2×2 (hệ
thống 3)
95
4.3.4 Hệ thống hiện dùng cải tiến hỗ trợ OFDM và MIMO 2×2 kết hợp
tạo búp sóng thích nghi (hệ thống 4)
95
4.4 Kết luận 97
KẾT LỤẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 99
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN
QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

100
TÀI LIỆU THAM KHẢO 101
6

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AF Adaptive Filtering Lọc thích nghi
AF Array Factor Hệ số dàn anten
BLAST Bell Laboratories Layered Space
Time
Sản phẩm MIMO của
phòng thí nghiêm Bell, Mĩ
BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân
BTS Base Transceiver Station Trạm gốc
CCI Co-channel Interference Nhiễu đồng kênh
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập theo mã
CIB Conventional Interference
Beamformer
Bộ tạo búp loại bỏ nhiễu
truyền thống
CP Cyclic Prefix Tiền tố lặp
DOA Direction of Arrival Hướng sóng đến
DS-CDMA Direct Sequence CDMA Trải phổ chuỗi trực tiếp
ESPRIT Estimation of Signal Parameters
via Rotational Invariance
Technique
Ước lượng các tham số
của tín hiệu bằng kỹ thuật
xoay bất biến
FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh
GMSK Gaussian Minimum Shift Keying Khóa dịch pha tối thiểu
Gauss
GSM Global System for Mobile
Communications
Mạng di động GSM
ICI Intercarrier Interference Nhiễu giữa các sóng mang
IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi ngược Fourier
nhanh
IIB Improved Interference
Beamformer
Bộ tạo búp nhiễu cải tiến
ISI Intersymbol Interference Nhiễu xuyên ký tự
LMS Least Mean Square Trung bình bình phương
tối thiểu
LTE Long Term Evolution Sự tiến hóa dài hạn
MAI Multple Access Interference Nhiễu đa truy cập
MIMO Multiple Input Multiple Output Nhiều đầu vào nhiều đầu
ra
MLE Maximum Likelihood Estimation Ước lượng theo hợp lệ cực
đại
MS Mobile Station Trạm di động
MUSIC Multiple Signal Classification Phân loại nhiều tín hiệu
7

MVDR Minimum Variance
Distortionless Response
Đáp ứng không méo
phương sai tối thiểu
OFDM Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Ghép theo tần số trực giao
OFDMA Orthogonal Frequency Division
Multiple Access
Đa truy cập theo tần số
trực giao
OIB Orthogonal Interference
Beamformer
Bộ tạo búp nhiễu trực giao
PAPR Peak to Average Power Ratio Tỷ số công suất đỉnh trên
trung bình
PIC Postbeamformer Interference
Canceller
Bộ triệt nhiễu sau tạo búp
sóng
QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha cầu phương
(4 trạng thái)
SDMA Space Division Multiple Access Đa truy cập theo không
gian
SISO Single Input Single Output Một đầu vào một đầu ra
SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín trên tạp
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập theo thời gian
W-CDMA Wideband-Code Division
Multiple Access
Đa truy cập theo mã- băng
rộng
WiMAX Worldwide Interoperability for
Microwave Access
Truy cập vi ba tương thích
toàn cầu
WLAN Wireless Local Area Network Mạng cục bộ vô tuyến

8

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Hệ số suy giảm với các môi trường khác nhau 12
Bảng 4.1 Xác suất vị trí trung bình, trường hợp 1 87
Bảng 4.2 Xác suất vị trí trung bình, trường hợp 2 87
Bảng 4.3 Dung lượng đường lên hệ thống OFDM/SDMA dùng các
loại anten khác nhau

90
Bảng 4.4 Dung lượng đường xuống hệ thống OFDM/SDMA dùng
các loại anten khác nhau

94

9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Mẫu tái sử dụng tần số 3x3x1 với một tế bào trung tâm và
lớp tế bào đầu tiên xung quanh nó

10
Hình 1.2 Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn OFDM 14
Hình 1.3 Băng thông của hệ thống OFDM 16
Hình 1.4 Sơ đồ khối một hệ MIMO
Hình 1.5 Sơ đồ kênh MIMO tương đương 1
Hình 1.6 Sơ đồ kênh MIMO tương đương 2
19
24
24
Hình 2.1 Hệ anten dàn 32
Hình 2.2 Sơ đồ xử lý không gian búp sóng 37
Hình 2.3 Anten thích nghi 42
Hình 2.4 Sơ đồ bộ lọc thích nghi băng rộng theo kiểu đường dây dẫn
chậm phân đoạn

46
Hình 2.5 Dàn anten mảng pha điều khiển búp sóng 48
Hình 3.1 Phổ MUSIC với 6 nguồn tại các hướng 0
o
, 7
o
, 10
o
, 20
o
,
25
o
và 30
o
.

56
Hình 3.2 Độ lệch chuẩn hướng đến của nguồn thứ nhất theo sự thay
đổi hướng đến của nguồn thứ hai.

58
Hình 3.3 Độ lệch chuẩn hướng đến của nguồn thứ nhất theo sự biến
đổi của mức SNR

59
Hình 3.4 Đặc tính pha của anten không tâm pha với
1 2
5 , 3d d   65
Hình 3.5 Đặc tính pha của phần tử thứ nhất ( )
A
 trong hệ tọa độ
cực

66
Hình 3.6 Đặc tính pha của phần tử thứ hai ( )
B
 trong hệ tọa độ
cực

67
Hình 3.7 Phổ đối với nguồn tại 0.2, 1 và 2 radians trong mặt
phẳng phương vị. Đường liền nét là với dàn anten
tuyến tính và đường đứt nét là với dàn anten không
tâm pha. Góc quay của anten không tâm pha là 0.1 và
0.5 radians.

70
Hình 3.8 Phổ của 3 nguồn tại 0.2, 1 và 2 radians trong mặt
phẳng phương vị. Đường liền nét là với dàn anten
tuyến tính và đường đứt nét là với dàn anten không
tâm pha. Góc quay của anten không tâm pha là 0.5 và
0.8 radians.

71
Hình 4.1 Cấu trúc dàn anten BTS truyền thống 75
Hình 4.2 Cấu trúc dàn anten BTS mới 75
10

Hình 4.3 Cấu trúc thu phát song công dùng circulator 76
Hình 4.4 Sơ đồ khối anten thu của trạm gốc 77
Hình 4.5 Sơ đồ khối anten phát của người dùng
Hình 4.6 Sơ đồ khối phần thu trạm gốc dùng anten mảng pha L
phần tử kết hợp với hệ thống OFDM/SDM
79

82
Hình 4.7 Xác suất vượt ngưỡng đường lên Hệ 2,
trường hợp 1, N=2, 8, 16, 32, δ=30.

89
Hình 4.8 Xác suất vượt ngưỡng đường lên Hệ 2,
trường hợp 2, N=2, 8, 16, 32, δ=30.

88
Hình 4.9 Xác suất vượt ngưỡng đường xuống Hệ 2,
trường hợp 1, N=2, 8, 16, 32, δ=30.
99
Hình 4.10 Xác suất vượt ngưỡng đường xuống Hệ 2,
trường hợp 2, N=2, 8, 16, 32, δ=30.

93
Hình 4.11Cấu trúc đường lên hệ MIMO 2×2-Adaptive-OFDM 96

11

MỞ ĐẦU

Hệ thống anten có khả năng phát hiện hướng sóng đến và từ đó có thể
tạo búp sóng bám theo các mục tiêu phát sóng này khi chúng di chuyển là một
loại anten thông minh. Các thuật toán điển hình phục vụ cho việc xác định
hướng sóng đến còn gọi là bài toán tìm hướng (DOA-Direction of Arrival) có
thể kể ra là MUSIC (Multiple Signal Classification) [40], ESPRIT
(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique) [43],
hay MLE (Maximum Likelihood Estimation) [19], v.v. Riêng bài toán điều
khiển búp sóng bám theo mục tiêu còn gọi là xử lý thích nghi thì các thuật
toán như chọn đường theo hướng dốc nhất (steepest descent) [8], trung bình
bình phương tối thiểu (LMS-Least Mean Square) [6-7, 48], v.v. rất hay được
dùng.
Thuật toán MLE áp dụng cho một dàn anten tuyến tính L phần tử cách
đều thì bài toán tìm hướng được giải quyết theo quan điểm thống kê thuần
túy, tức là tìm giá trị tốt nhất trong tập các giá trị tính được. Trước tiên ta phải
lập hàm xác suất hậu nghiệm xuất hiện tín hiệu theo hướng rồi tối đa hóa nó
theo các hướng sóng đến. Việc tính toán khá phức tạp vì phải tính theo tất cả
các véc-tơ hướng khả dĩ. Tuy nhiên độ chính xác của thuật toán này là cao.
Thuật toán tìm hướng MUSIC [40], cũng áp dụng cho một dàn anten
tuyến tính L phần tử, việc tìm hướng sóng đến được qui về tìm các trị riêng và
véc-tơ riêng của ma trận tự tương quan giữa các tín hiệu thu được. Sau khi
chéo hóa ma trận tự tương quan này thì các trị riêng nhỏ nhất sẽ ứng với
không gian nhiễu. Còn các véc-tơ riêng ứng với các trị riêng của không gian
nhiễu này sẽ trực giao với các véc-tơ hướng của không gian tín hiệu. Lợi dụng
12

đặc điểm này có thể xây dựng được phổ MUSIC là phổ theo hướng sóng đến.
Tuy nhiên số mục tiêu tối đa mà thuật toán MUSIC có thể phát hiện được là
𝐿 − 1 mục tiêu.
Thuật toán ESPRIT [43] áp dụng cho các cặp anten giống nhau (tức là
anten thứ hai có thể thu được từ anten thứ nhất qua một phép tịnh tiến) có
biên độ, pha và phân cực có thể chọn tùy ý. Lợi dụng tính bất biến của không
gian con tín hiệu qua phép quay do đặc tính hình học của các cặp anten trong
dàn, hướng sóng đến sẽ được tính trực tiếp. Đây là một phương pháp rất hiệu
quả, tuy nhiên cấu trúc hình học của dàn anten sẽ phức tạp hơn thông thường.
Thuật toán xử lý thích nghi, mặc dù vẫn dùng dàn anten tuyến tính L
phần tử cách đều song cách xử lý hoàn toàn khác. Tín hiệu thu được từ mỗi
phần tử anten được nhân với một trọng số phức rồi cộng lại. Xử lý thích nghi
ở đây chính là điều khiển các trọng số phức này. Hàm mục tiêu là phải tối
thiểu sai số trung bình bình phương, ở đó sai số là sự sai khác giữa đáp ứng
mong muốn và đáp ứng nhận được qua một số chu kỳ lặp nhất định. Khi sự
hội tụ đạt được có nghĩa sự sai khác giữa đáp ứng mong muốn và đáp ứng
thực được bỏ qua và dàn anten sẽ tạo ra búp sóng hướng đến mục tiêu. Tốc độ
hội tụ của các thuật toán xử lý thích nghi phụ thuộc vào hệ số hội tụ µ (là một
số thực chọn giữa 0 và 1) và các công thức lặp.
Những đặc tính của hệ thống anten thông minh gắn với các thuật toán
kể trên có thể xây dựng bổ sung cho các hệ thông tin di động hiện hành để
nâng cao hiệu quả sử dụng về băng tần, công suất cũng như dung năng.
Mặt khác thế hệ thông tin di động hiện nay và tương lai (thế hệ thứ 4)
dùng cho băng rộng dựa trên cơ sở truyền dẫn đa sóng mang trực giao
(OFDM- Orthorgonal Frequency Division Multiplexing) được khuyến cáo
trong các tài liệu [15], [16]. Ưu điểm của kỹ thuật này là việc chuyển đặc tính
truyền dẫn từ kênh Rayleigh fading lựa chọn tần số sang kênh Rayleigh
13

fading phẳng. Tốc độ truyền dẫn sẽ tỷ lệ với số sóng mang được dùng khác
với hệ thống băng rộng đa truy cập theo mã W-CDMA (Wideband-Code
Division Multiple Access). Vấn đề về khử nhiễu MAI (Multiple Access
Interference) trong các hệ này là phức tạp. Trong hệ OFDM thì vấn đề của
nhiễu giữa các sóng mang (ICI- Intercarrier Interference) và nhiễu xuyên ký
tự (ISI-Intersymbol Interference) được giải quyết nhờ đưa vào tiền tố vòng
CP (Cyclic Prefix). Việc thực hiện một hệ OFDM khi dùng các bộ FFT (Fast
Fourier Transform), IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) trở nên đơn giản
[27], [44]. Đáng chú ý là vấn đề phát triển anten thông minh cho các hệ truyền
dẫn đa sóng mang trực giao cũng đã được nghiên cứu trong [16], [24] và [60].
Hệ thống thông tin di động mới, hỗ trợ cho trường hợp dùng nhiều
anten, là trường hợp thường gặp của hệ MIMO (Multiple Input Multiple
Output) còn gọi là hệ đa anten có khả năng làm dung năng kênh tăng một
cách gần như tuyến tính theo số anten sử dụng [9], [11], [45] và [56]. Khi các
anten phát và thu được coi là không tương quan, ma trận kênh H có hạng đầy
đủ, thì dung năng của một kênh MIMO sẽ tỷ lệ với )det(
2
H
n
n
P
HHI

 theo
hàm logarit [17]. Khi số anten (𝑛) lớn hơn hoặc bằng bốn thì dung năng kênh
MIMO được coi như tăng tuyến tính theo số anten phát (thu) so với dung
năng kênh SISO (Single Input Single Output) khi biết thông tin về phân bố
kênh và trạng thái kênh. Trong môi trường thông tin di động thực tế, phải kể
đến các nguồn gây tán xạ, các hiệu ứng đa đường, bóng che, khoảng cánh
giữa trạm gốc và người dùng, v.v. Lúc này hạng của ma trận kênh suy giảm,
dung năng kênh MIMO cũng suy giảm theo. Một ưu điểm của hệ thống
MIMO là khả năng chống fading của nó. Trong các điều kiện địa hình phức
tạp như trong các khu đô thị thì việc dùng nhiều anten phát -thu cho ích lợi rõ
rệt. Các hệ thống thông tin di động thứ tư (4G) trên cơ sở truyền dẫn đa sóng
14

mang trực giao đã khuyến nghị đưa MIMO vào sử dụng. Khi ấy, ưu việt của
anten thông minh cũng có thể được phát huy tại cả phía phát và phía thu.
Dựa vào những phân tích khái quát nói trên, luận án đề xuất một mô
hình anten thông minh có khả năng dùng làm anten trạm gốc của thế hệ di
động thứ 4 (có thể bổ sung cho các anten của thế hệ di động hiện hành), gọi là
hệ thống OFDM/SDMA (SDMA-Space Division Multiple Access-Đa truy
cập theo không gian).
Mô hình anten thông minh này bao gồm hai hệ thống. Đó là hệ thống
tìm hướng sóng đến và hệ thống tạo búp sóng anten. Về hệ tìm hướng sóng
đến (trình bày chi tiết ở Chương 3 và đã công bố trong công trình [2]), trong
đó dùng anten hai phần tử và thuật toán MUSIC. Phần tử anten thứ nhất đẳng
pha, phần tử thứ hai không có tâm pha và có đặc tính pha phi tuyến. Do phần
tử thứ hai có đặc tính pha phi tuyến, nên nếu lấy mẫu pha của nó 𝐿 − 2 lần
theo thời gian, chúng ta sẽ được một tập dữ liệu tương đương với việc sử
dụng một dàn anten tuyến tính 𝐿 phần tử cách đều. Sau đó sẽ áp dụng thuật
toán MUSIC để tìm hướng sóng đến một cách bình thường.
Các kết quả toán học và mô phỏng cho thấy hệ tìm hướng nêu trên có
khả năng phát hiện số lượng lớn mục tiêu, mặc dù chỉ dùng hai phần tử anten.
Mặt khác, chất lượng các đỉnh phổ MUSIC khi dùng hệ tìm hướng này tương
đương với chất lượng của thuật toán MUSIC khi dùng dàn anten tuyến tính 𝐿
phần tử cách đều.
Về hệ tạo búp sóng (được trình bày chi tiết ở Chương 2, công bố trong
công trình [3-4]), là dàn anten mảng pha băng rộng 𝐿 phần tử (từ 4 đến 8) có
một búp chính với độ rộng cỡ 30
o
kết hợp khả năng quay búp thích nghi bám
theo mục tiêu trong phạm vi một séc-tơ 120
o
.
Anten thông minh do luận án đề xuất có hai trạng thái hoạt động. Trạng
thái thứ nhất khi người dùng phân bố đều trong séc-tơ thì dùng anten vô
15

hướng. Trạng thái thứ hai khi người dùng phân bố tập trung thành các cụm
trong séc-tơ thì chuyển sang hoạt động theo hệ thống MIMO 2×2 (Một anten
vô hướng dùng chung cả phát và thu. Một anten quay búp thích nghi đã trình
bày ở phần trên). Việc xác định kiểu phân bố tập trung hay không của các
người dùng được thực hiện thông qua phổ MUSIC của hệ tìm hướng.
Các nghiên cứu áp dụng anten thích nghi cho OFDM như các công
trình của Wong [24], Li và Sollenberger [60] và Wang cùng cộng sự [16].
Tuy nhiên hệ xử lý tín hiệu của anten trong các hệ thống OFDM/TDMA ở
[24] và [60] hay trong các hệ thống OFDM/OFDMA ở [16] khá phức tạp và
chưa tạo ra các búp sóng bám theo người dùng. Ngoài ra véc-tơ trọng số phải
tối ưu cả về biên độ và pha, đồng thời phụ thuộc cả vào ma trận tự tương quan
của tín hiệu và đáp ứng của kênh truyền (ma trận kênh).
Đánh giá dung lượng của hệ thống OFDM/SDMA đề xuất sẽ được trình
bày chi tiết ở Chương 4, và đã được công bố ở công trình [6]. Việc đánh giá
này thực hiện trên 4 hệ thống sau đây:
Hệ thống 1: Các anten được đặt trên ba cạnh của một tam giác đều.
Anten trên mỗi cạnh sẽ bao phủ một séc-tơ rộng 120
o
và hoạt động ở chế độ
song công. Trong hệ thống OFDM chúng tôi gọi hệ này là SISO-SECTOR-
OFDM.
Hệ thống 2: Khác với hệ thống 1 anten trên mỗi cạnh là anten mảng
pha băng rộng tạo ra một búp sóng chính có độ rộng 60
o
hoặc (30
o
, 15
o
). Búp
sóng này có thể bám theo mục tiêu (vị trí có mật độ người dùng cao nhất
trong một séc-tơ 120
o
) theo kết quả dự đoán hướng sóng đến dùng dàn anten
không tâm pha và thuật toán MUSIC. Trong hệ thống OFDM chúng tôi gọi hệ
này là SISO-ADAPTIVE-OFDM
Hệ thống 3: Ngoài các anten trên ba cạnh tam giác đều như hệ thống 1,
ta bổ sung thêm một anten vô hướng (thu phát song công) ở tâm tam giác đều

Tác giả

Trần Cao Quyền

Nhà xuất bản

ĐHCN

Năm xuất bản

2012

Người hướng dẫn

Phan Anh, Trịnh Anh Vũ

Định danh

00050001580

Kiểu

text

Định dạng

text/pdf

Nhà xuất bản

Khoa điện tử viễn thông,

Trường đại học Công nghệ

Các đánh giá

Hiện chưa có đánh giá cho sản phẩm.

Hãy là người đầu tiên đánh giá “Anten thông minh và áp dụng trong các hệ thống thông tin đa sóng mang”

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *