ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN tử Giải pháp phân tập anten trong việc cải thiện chất lượng hệ thống thông tin vô tuyến di động

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN.. 1

LỜI CAM ĐOAN.. 2

BẢNG TRA CỨU TỪ VIẾT TẮT. 5

LỜI MỞ ĐẦU.. 8

Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG.. 11

1.1  Giới thiệu chương. 11

1.2  Quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động. 11

1.3  Giới thiệu về công nghệ LTE.. 13

1.4  Vấn đề nghiên cứu trong đồ án. 15

1.5  Kết luận chương. 16

Chương 2 : TỔNG QUAN VỀ KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN.. 17

2.1  Giới thiệu chương. 17

2.2  Khái niệm về hệ thống thông tin vô tuyến. 17

2.3  Kênh truyền vô tuyến. 18

2.3.1  Giới thiệu. 18

2.3.2  Các hiện tượng ảnh hưởng đến chất lượng kênh truyền. 19

2.3.2.1  Suy hao trên đường truyền (Path loss)19

2.3.2.2  Hiệu ứng bóng râm (Shadowing)19

2.3.2.3  Nhiễu (Noise)19

2.3.2.4  Hiện tượng đa đường (Multipath)20

2.3.2.5  Hiệu ứng Doppler21

2.3.3 Các dạng kênh truyền. 23

2.3.3.1 Kênh truyền chọn lọc tần số và kênh truyền Fading phẳng. 23

2.3.3.2  Kênh truyền chọn lọc thời gian và kênh truyền không chọn lọc thời gian. 24

2.3.4  Hiện tượng fading. 25

2.3.4.1  Fading phẳng (Flat Fading)26

2.3.4.2  Fading chọn lọc tần số (Frequency-selective fading)26

2.3.5  Các mô hình kênh cơ bản. 27

2.3.5.1  Kênh theo phân bố Rayleigh. 28

2.3.5.2  Phân bố Ricean. 30

2.4  Kết luận chương. 32

Chương 3 : KỸ THUẬT PHÂN TẬP. 33

3.1  Giới thiệu chương. 33

3.2  Tổng quan về phân tập. 33

3.3  Phân loại phân tập. 34

3.4  Ứng dụng của phân tập. 35

3.5  Các phương pháp phân tập Anten. 35

3.5.1  Phân tập thu (Receiver Diversity)35

3.5.1.1  Mô hình phân tập anten thu. 35

3.5.1.2  Kết hợp có chọn lọc (Selection Combining)37

3.5.1.2.1  Tỉ số SNR với SC.. 37

3.5.1.2.2  Tỉ lệ lỗi bit (BER) với SC.. 38

3.5.1.3  Kết hợp theo tỉ số tối đa (Maximal Ratio Combining)39

3.5.1.3.1  Tỉ số SNR với MRC.. 42

3.5.1.3.2  Tỉ lệ lỗi bit (BER) với MRC.. 42

3.5.1.4  Kết hợp độ lợi cân bằng (Equal-Gain Combining)43

3.5.1.4.1  Tỉ số SNR với EGC.. 44

3.5.1.4.2  Tỉ lệ lỗi bit (BER) với EGC.. 45

3.5.2  Phân tập phía phát (Transmitter Diversity)45

3.5.2.1  Kênh truyền đã biết trước bên phát45

3.5.2.2  Kênh truyền chưa biết bên phát – Sơ đồ Alamouti47

3.5.2.2.1  Tỉ số SNR với sơ đồ Alamouti52

3.5.2.2.2  Tỉ lệ lỗi bit (BER) với sơ đồ Alamouti52

3.5.2.3  Sơ đồ Alamouti hai anten phát và Nr anten thu. 52

3.6  Kết luận chương. 55

Chương 4 : PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC KỸ THUẬT PHÂN TẬP. 56

4.1  Giới thiệu chương. 56

4.2  Giả thiết56

4.3  Sơ đồ tiến trình mô phỏng. 58

4.3.1  Sơ đồ tiến trình mô phỏng tỉ số S/N với phân tập kết hợp. 58

4.3.2  Sơ đồ tiến trình mô phỏng tỉ lệ lỗi bit với phân tập kết hợp. 59

4.4  Kết hợp có chọn lọc (SC)60

4.4.1  Tỉ số S/N với SC.. 60

4.4.2  Tỉ lệ lỗi bit (BER) với SC.. 61

4.5  Kết hợp theo tỉ số tối đa (MRC)63

4.5.1  Tỉ số S/N với MRC.. 63

4.5.2  Tỉ lệ lỗi bit (BER) với MRC.. 64

4.6  Kết hợp độ lợi cân bằng (EGC)65

4.6.1  Tỉ số S/N với EGC.. 65

4.6.2  Tỉ lệ lỗi bit (BER) với EGC.. 67

4.7   Sơ đồ Alamouti:68

4.7.1  Tỉ lệ lỗi bit (BER) với sơ đồ Alamouti68

4.8  So sánh các kỹ thuật phân tập. 70

4.8.1 SNR các kỹ thuật phân tập. 70

4.8.2 So sánh BER các kỹ thuật phân tập. 71

4.9  Kết luận chương. 71

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI72

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 74

PHẦN PHỤ LỤC.. 75

 

 

BẢNG TRA CỨU TỪ VIẾT TẮT

A

 

AMPS             Advanced Mobile Phone System  Hệ thống điện thoại di động tiên tiến

 

B

 

BS                   Base Station                                             Trạm gốc

BSS                             Base Station Subsystem                        Hệ thống trạm gốc

BER                            Bit Error Ratio                                      Tỷ lệ lỗi bit

BTS                             Base Tranceiver Station                       Trạm vô tuyến gốc

BPSK                          Binary Phase Shift Keying                   Khóa dịch pha nhị phân

 

C

 

CDMA           Code Division Multiple Access            Đa truy cập chia theo mã

 

E

 

EGC                Equal Gain Combining                           Kết hợp độ lợi cân bằng

 

F

 

FDD                            Frequency Division Duplex                  Ghép kênh song công phân chia

                                                                                                  Theo tần số

FM                  Frequency Modulation                           Điều chế tần số

FDMA            Frequence Division Multiple                Đa truy cập phân chia theo tần

                      Access                                                                     số

FSK                             Frequency Shift Keying                        Khoá điều chế dịch tần

 

G

 

3G                   3rd Generation Mobile                          Công nghệ truyền thông thế hệ 3

                      Telecommunications

GSM               Global System Mobile                          Hệ thống thông tin di động toàn

                      Communication                                   cầu

                       

I

 

IMTS              Improved Mobile Telephone                Dịch vụ điện thoại di động

                      Service                                                 cải tiến         

                          

M

 

MAI                Multiple Access Interference                Nhiễu đa truy cập

MIMO            Multi Input Multi Output                       Mô hình nhiều đầu vào - nhiều

                                                                                    đầu ra                  

MS                              Mobile Station                                      Trạm di động

MRC               Maximal Ratio Combining                     Kết hợp theo tỉ số tối đa          

 

P

 

PAM               Pulse Amplitude Modulation              Điều chế biên độ xung

PDF                 Probability Density Function              Hàm mật độ xác suất

PSD                 Power Spectral Density                        Mật đổ phổ công suất

.

    LỜI MỞ ĐẦU

–—

     Cùng với sự phát triển của xã hội thông tin, nhu cầu về thông tin mọi lúc mọi nơi đang ngày càng trở nên cần thiết. Từ những nhu cầu đơn giản về thông tin thoại hay điện báo ban đầu,đến nay nhu cầu truy cập và trao đổi các nguồn thông tin đa phương tiện, hình ảnh video chất lượng cao đang ngày càng trở nên bức thiết. Bên cạnh nhu cầu về tốc độ truy cập, tính di động cho phép truy cập mọi lúc, mọi nơi cũng là một yêu cầu không thể thiếu. Các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 đang được triển khai sử dụng công nghệ WCDMA (Wideband CodeDivision Multiple Access) kết hợp với giao thức truy cập tốc độ cao HSPDA (High SpeedDownlink Protocol Access) cho phép download dữ liệu với tốc độ lên tới 14.4 Mbps. Tuy nhiên, đối với các dịch vụ truyền hình trực tuyến tốc độ cao, nhu cầu truy cập tốc độ hàng trăm Mbps, thậm chí lên tới Gbps, vẫn còn là một thách thức đòi hỏi phải có đầu tư nghiên cứu nhiều hơn nữa.

     Một trong số các kỹ thuật giúp cải thiện đáng kể chất lượng và dung lượng của hệ thống là kỹ thuật xử lý phân tập ăn ten. Kỹ thuật này cho phép sử dụng tối đa hiệu quả phổ tần cho hệ thống thông tin vô tuyến nói chung và hệ thống thông tin di động nói riêng. Nhờ sử dụng nhiều phần tử ăn ten, kỹ thuật này cho phép tối ưu hoá quá trình thu hoặc phát tín hiệu bằng cách xử lý theo miền không gian tại máy thu phát.

     Việc nghiên cứu và phát triển kỹ thuật này để tiến tới có được các sản phẩm hữu dụng có chỉ tiêu chất lượng cao, đồng thời phù hợp với khả năng xử lý, tính toán của các thiết bị hiện có cũng như ứng dụng nó vào trong các hệ thống thông tin di động hiện nay một cách hiệu quả thực sự là vấn đề cấp thiết. Việc thực hiện tốt những nghiên cứu này sẽ mang lại hiệu quả to lớn về dung lượng cũng như hiện thực hoá  khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao cho các hệ thống thông tin di động như GSM hay CDMA hiện tại cũng như các hệ thống thông tin di động thế hệ mới.

     Xuất phát từ ý tưởng đó nên em đã quyết định chọn đề tài: “ GIẢI PHÁP PHÂN TẬP ANTEN TRONG VIỆC CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN DI ĐỘNG “

     Nội dung trọng tâm của đồ án này là nghiên cứu, khảo sát các phương pháp phân tập ăn ten được sử dụng rộng rãi hiện nay, qua đó đánh giá ưu nhược điểm, tính hiệu quả, khả năng ứng dụng và mở rộng của từng phương pháp phân tập ăn ten đối với hệ thống thông tin di động.

     Phương pháp nghiên cứu xuyên suốt đồ án là phân tích, mô phỏng để thấy được tính hiệu quả của các phương pháp phân tập trong việc cải thiện chất lượng tuyến thông tin (di động). Đồ án đã xây dựng được thuật toán - chương trình mô phỏng để thấy được sự cải thiện hiệu suất, giảm lỗi khi áp dụng các phương pháp phân tập Ăn ten.

     Nội dung đồ án gồm có 4 chương:

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG

      Chương này trình bày tổng quan về quá trình hình thành và phát triển của thông tin di động và các thách thức hiện nay

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN

     Chương này trình bày về các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng kênh vô tuyến và các mô hình kênh cơ bản

CHƯƠNG 3 : KỸ THUẬT PHÂN TẬP ANTEN

     Chương này trình bày khái quát về kỹ thuật phân tập, sau đó đi sâu vào phân tích kỹ thuật phân tập không gian (hay phân tập anten)

CHƯƠNG 4 : PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC KỸ THUẬT PHÂN TẬP

     Chương này trình bày sơ đồ tiến trình mô phỏng và kết quả mô phỏng các phương pháp phân tập anten. Sau đó so sánh các kết quả thu được, từ đó rút ra kết luận.

.

        Trong quá trình làm đề tài, em đã rất cố gắng song do kiến thức hạn chế nên không thể tránh khỏi các thiếu sót. Em rất mong nhận được sự phê bình, hướng dẫn và sự giúp đỡ của thầy cô, bạn bè.

         Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa ĐIỆN TỬ - VIỂN THÔNG, đặc biệt là thầy TĂNG TẤN CHIẾN đã hướng dẫn để em hoàn thành tốt đồ án này

.

Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG

 

1.1  Giới thiệu chương

       Chương 1 trình bày các vấn đề sau:

• Quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động
• Giới thiệu công nghệ LTE
• Vấn đề nghiên cứu trong đồ án

1.2  Quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động

      Để công nghệ viễn thông có thể cạnh tranh,bắt kịp với công nghệ, nó là cần đảm bảo công nghệ di động mới đang được xây dựng và phát triển .Lịch sử hệ thống thông tin di động dành cho thương mại đã đi qua 3 giai đoạn 1G, 2G,3G và hệ thống 4G đang được kiểm định.

        

 

 

 

 

 

 

Hình1.1 Sơ đồ quá trình phát triển của mạng di động.

 

          Các hệ thống 1G đảm bảo truyền dẫn tương tự dựa trên FDM với kết nối mạng lõi dựa trên TDM. Hệ thống truyền dẫn di động đầu tiên trên thế giới là hệ thống NMT tương tự (Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu), được giới thiệu ở các quốc gia Bắc Âu năm 1981 cùng thời điểm với AMPS tương tự (Hệ thống di động tiên tiến) được sử dụng ở Mỹ. Các công nghệ tế bào khác đã triển khai rộng rãi trên thế giới là TACS và J-TACS. Chúng có chung đặc điểm là thiết bị cồng kềnh, chất lượng thoại thường không ổn định, “xuyên âm” giữa các người dùng là vấn đề phổ biến.

          Khác với 1G, các công nghệ 2G được thiết kế để triển khai quốc tế. Thiết kế 2G nhấn mạnh đến tính tương thích, khả năng chuyển mạng phức tạp và sử dụng truyền dẫn tiếng số hóa trên vô tuyến. Tính năng cuối cùng chính là yêu cầu đối với 2G. Các thí dụ điển hình về hệ thống 2G là GSM và CDMAone (dựa trên tiêu chuẩn TIA IS95). Ở Châu Âu, CEPT đã đề xướng dự án GSM để phát triển một hệ thống di động toàn Châu Âu. Các hoạt động của GSM tiếp tục được thực hiện trong năm 1989 với ETSI. Sau khi tính toán các đề xuất dựa trên TDMA, CDMA và FDMA giữa những năm 1980, chuẩn GSM cuối cùng đã được xây dựng trên TDMA. Cùng lúc đó, việc phát triển chuẩn tế bào cũng được TIA thực hiện ở Mỹ với chuẩn IS-54 dựa trên TDMA, sau này được gọi đơn giản là US-TDMA. Tiếp sau đó, sự phát triển chuẩn CDMA đã được TIA hoàn thành trong năm 1993 với tên gọi là IS-95. Ở Nhật Bản, chuẩn TDMA 2G cũng được phát triển với tên gọi là PDC  . Các chuẩn này có chiều hướng “băng hẹp”, với các dịch vụ “băng thông thấp” như voice. Hệ thống 2G cũng mang lại cơ hội để cung cấp các dịch vụ dữ liệu thông qua mạng di động. Các dịch vụ dữ liệu đầu tiên được giới thiệu trong 2G là tin nhăn văn bản SMS và dịch vụ dữ liệu chuyển mạch kênh cho phép truyền e-mail và các ứng dụng dữ liệu khác. Tốc độ dữ liệu đỉnh vào thời gian đầu là 9,6 kbps. Các tốc độ cao hơn được đưa ra sau đó bằng cách gán nhiều khe thời gian cho người dùng và thay đổi sơ đồ mã hóa.Truyền dữ liệu thông qua hệ thống tế bào trở thành sự thật trong suốt nửa sau những năm 1990 với GPRS được đưa ra trong GSM và dữ liệu gói cũng được đưa vào các công nghệ tế bào khác như chuẩn PDC. Những công nghệ này thường được gọi là 2,5G. Sự thành công của dịch vụ dữ liệu không dây iMode ở Nhật Bản là một dấu hiệu về khả năng của các ứng dụng truyền gói trong hệ thống di động, mặc dù trong thời điểm đó tốc độ dữ liệu còn rất thấp.

          Sự xuất hiện của 3G và các giao diện vô tuyến băng tần cao hơn của UTRA mang lại khả năng cho một loạt các dịch vụ mới chỉ được đề xuất ở 2G và 2,5G. Ngày nay, việc phát triển truy nhập vô tuyến 3G được chuyển giao cho 3GPP. Tuy nhiên thì các bước khởi tạo cho 3G đã được thực hiện từ đầu những năm 1990, trước khi 3GPP hình thành một thời gian khá dài. Ở Châu Âu, 3G được đặt tên là UMTS. Đầu năm 1998, ETSI đã lựa chọn WCDMA là công nghệ cho UMTS. WCDMA có thể có hai giải pháp cho giao diện vô tuyến: ghép song công phân chia theo tần số và ghép song công phân chia theo thời gian. Chuẩn WCDMA được thực hiện song song trong ETSI và ARIB cho đến cuối năm 1998 khi 3GPP được hình thành bởi các tổ chức phát triển chuấn từ các vùng khác nhau trên thế giới : ARIB (Nhật), CCSA (Trung Quốc), ETSI (Châu Âu), ATIS (Mỹ), TTA (Hàn Quốc) và TTC (Nhật).

Hiện nay hệ thống 3G đã được triển khai trên phạm vi toàn thế giới.Tuy nhiên chất lượng của nó vẫn còn thấp.Do sự giới hạn của tốc độ chip nên băng thông của hệ thống 3G không cao lắm.Bên cạnh đó sự ảnh hưởng của kênh truyền pha đinh đa đường cũng chính là nhược điểm của hệ thống này.

Hệ thống LTE ra đời là một cuộc cách mạng đối với ngành viễn thông.Sự thay đổi hoàn toàn trong hệ thống 4G đã tạo ra cuộc cách mạng này.Với việc sử dụng OFDM đối với downlink và SC-FDMA cho uplink và cả SDMA cho downlink trong hệ thống LTE Advanced đã làm cho băng thông tăng lên khá lớn(100Mbps đối với người dùng di động và  1Gbps đối với người dùng đứng yên). Ngoài ra hệ thống 4G còn hỗ trợ người dùng di chuyển với tốc độ lên đến 500Km/h. Tuy nhiên hệ thống LTE sử dụng OFDM gặp rất nhiều khó khăn trong việc triển khai cũng như trong các vấn đề kỹ thuật.Nhiễu giao thoa liên kí tự hoàn toàn không là vấn đề đối với hệ thống OFDM nhưng bên cạnh đó còn có nhiều vấn đề cần được nghiên cứu và phát triển.Triển khai LTE trên nền tảng những hệ thống trước đó cũng gặp nhiều khó khăn về giao tiếp.

1.3  Giới thiệu về công nghệ LTE

LTE là thế hệ thứ tư tương lai của chuẩn UMTS do 3GPP phát triển. UMTS thế hệ thứ ba dựa trên WCDMA đã được triển khai trên toàn thế giới.Để đảm bảo tính cạnh tranh cho hệ thống này trong tương lai, tháng 11/2004 3GPP đã bắt đầu dự án nhằm xác định bước phát triển về lâu dài cho công nghệ di động UMTS với tên gọi Long Term Evolution.3GPP đặt ra yêu cầu cao cho LTE, bao gồm giảm chi phí cho mỗi bit thông tin, cung cấp dịch vụ tốt hơn, sử dụng linh hoạt các băng tần hiện có và băng tần mới, đơn giản hóa kiến trúc mạng với các giao tiếp mở và giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ ở thiết bị đầu cuối.Đặc tả kỹ thuật cho LTE đang được hoàn tất và dự kiến sản phẩm LTE sẽ sớm ra mắt thị trường. Các mục tiêu của công nghệ này là:

-         Tốc độ đỉnh tức thời với băng thông 20 MHz:

          Tải xuống: 100 Mbps; Tải lên: 50 Mbps

-         Dung  lượng dữ  liệu  truyền  tải   trung bình của một người  dùng  trên 1

MHz so với mạng HSDPA Rel. 6:

          Tải xuống: gấp 3 đến 4 lần; Tải lên: gấp 2 đến 3 lần.

-          Hoạt động tối ưu với tốc độ di chuyển của thuê bao là 0 – 15 km/h. Vẫn

hoạt động tốt với tốc độ từ 15 – 120 km/h. Vẫn duy trì được hoạt động khi thuê bao di chuyển với tốc độ từ 120 – 350 km/h thậm chí 500 km/h tùy băng tần

-         Các chỉ tiêu trên phải đảm bảo trong bán kính vùng phủ sóng 5km, giảm

chút ít trong phạm vi đến 30km. Từ 30 – 100 km thì không hạn chế.

-         Độ dài băng thông linh hoạt: có thể hoạt động với các băng 1.25 MHz,

.6 MHz, 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz và 20 MHz cả chiều lên và xuống.

Hỗ trợ cả 2 trường hợp độ dài băng lên và băng xuống bằng nhau hoặc không.

Hình 1.2  Kiến trúc của mạng LTE

Để đạt được mục tiêu này,sẽ có rất nhiều kỹ thuật mới được áp dụng, trong đó nổi bật là kỹ thuật vô tuyến OFDMA,kỹ thuật anten MIMO,hệ thống thông tin đa chặng/phối hợp ,…

1.4  Vấn đề nghiên cứu trong đồ án

      Lưu lượng truy cập dữ liệu trong mạng di động đã vượt qua lưu lượng thoại từ lâu và các dịch vụ đa phương tiện đòi hỏi tốc độ cao được giới thiệu mỗi ngày. Bởi vậy phải cần có phương pháp điều chế hiệu quả va tiết kiệm năng lượng. Tuy nhiên, thiết bị đầu cuối di động nói chung là nhỏ, nhẹ, pin có dung lượng thấp, khi mà công nghệ ngày càng phát triển nhưng công nghệ pin vẫn dậm chân tại chỗ. Ngoài ra còn có những ảnh hưởng không mong muốn do kênh truyền vô tuyến gây ra. đặc biệt là Fading đa đường. Fading gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng dịch vụ, băng thông và gây hao tổn năng lượng  . Trở ngại lớn nhất đối với thiết kế của hệ thống truyền thông không dây là bản chất của kênh truyền. Các kênh vô tuyến là không cố định và thường bị nhiễu do tác động của fading và các nhân tố khác. Các nguồn gây nhiễu có thể là tự nhiên (ví dụ như, nhiễu nhiệt ở bên thu) hoặc nhân tạo, trong đó phổ biến nhất là do hiện tượng đa đường, hiện tượng này tạo ra nhiều bản sao của tín hiệu đến bên thu vì vậy làm ảnh hưởng lớn đến tín hiệu mong muốn..... Những hiệu ứng này có thể làm giảm đáng kể độ tin cậy, hiệu suất của một hệ thống di động.Để làm giảm ảnh hưởng của fading đa đường trong hệ thống thông tin di động trong đồ án này em trình bày các phương pháp phân tập anten để hạn chế ảnh hưởng của fading đa đường.

1.5  Kết luận chương

Chương 1 đã trình bày tổng quan quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động từ 1G đến 4G , giới thiệu về công nghệ LTE . Ngoài ra chương 1 cũng giới thiệu những thách thức đặt ra cho hệ thống thông tin di động từ đó có những giải pháp khắc phục nhằm đảm bảo chất lượng của hệ thống.Trong chương tiếp theo đồ án sẽ trình bày  giới thiệu tổng quan về kênh truyền vô tuyến.

 .

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN

 

2.1  Giới thiệu chương

Nguồn tin

Kênh tin

Nhận tin

Hình 2.1:  Sơ đồ khối chức năng hệ thống truyền tin

Các phương tiện thông tin nói chung được chia thành hai phương pháp thông tin cơ bản, đó là thông tin vô tuyến và thông tin hữu tuyến. Mạng thông tin vô tuyến ngày nay đã trở thành một phương tiện thông tin chủ yếu, thuận tiện cho cuộc sống hiện đại.

 

 

 

 

Trong mạng thông tin vô tuyến ngoài nguồn tin và nhận tin thì kênh truyền là một trong ba khâu quan trọng nhất, và có cấu trúc tương đối phức tạp. Nó là môi trường để truyền thông tin từ máy phát đến máy thu. Vì thế chương này tìm hiểu các thông tin về kênh truyền: Đó là, các hiện tượng ảnh hưởng đến kênh truyền, các dạng kênh truyền và các mô hình kênh truyền cơ bản. Ngoài ra chương này còn giới thiệu khái quát về hệ thống thông tin vô tuyến.

2.2  Khái niệm về hệ thống thông tin vô tuyến

Hình 2.2 thể hiện một mô hình đơn giản của một hệ thống thông tin vô tuyến. Nguồn tin trước hết qua mã hoá nguồn để giảm các thông tin dư thừa, sau đó được mã hoá kênh để chống các lỗi do kênh truyền gây ra. Tín hiệu sau khi qua mã kênh được điều chế để có thể truyền tải đi xa. Các mức điều chế phải phù hợp với điều kiện của kênh truyền. Sau khi tín hiệu được phát đi ở máy phát, tín hiệu thu được ở máy thu sẽ trải qua các bước ngược lại so với máy phát. Kết quả tín hiệu được giải mã và thu lại được ở máy thu. Chất lượng tín hiệu thu phụ thuộc vào chất lượng kênh truyền và các phương pháp điều chế và mã hoá khác nhau. Do đó ngày nay các kỹ thuật mới ra đời nhằm cải thiện chất lượng kênh truyền nói riêng và mạng vô tuyến nói chung.

Nguồn tin

...................

Hình 2.2 Mô hình hệ thống thông tin vô tuyến

 

2.3  Kênh truyền vô tuyến

2.3.1  Giới thiệu

Chất lượng của các hệ thống thông tin phụ thuộc nhiều vào kênh truyền, nơi mà tín hiệu được truyền từ máy phát đến máy thu. Không giống như kênh truyền hữu tuyến là ổn định và có thể dự đoán được, kênh truyền vô tuyến là hoàn toàn ngẫu nhiên và không hề dễ dàng trong việc phân tích. Tín hiệu được phát đi, qua kênh truyền vô tuyến, bị cản trở bởi các toà nhà, núi non, cây cối …, bị phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ…, các hiện tượng này được gọi chung là fading. Và kết quả là ở máy thu, ta thu được rất nhiều phiên bản khác nhau của tín hiệu phát. Điều này ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống thông tin vô tuyến. Do đó việc nắm vững những đặc tính của kênh truyền vô tuyến là yêu cầu cơ bản để có thể chọn lựa một cách thích hợp các cấu trúc của hệ thống, kích thước của các thành phần và các thông số tối ưu của hệ thống.

2.3.2  Các hiện tượng ảnh hưởng đến chất lượng kênh truyền

2.3.2.1  Suy hao trên đường truyền (Path loss)

Mô tả sự suy giảm công suất trung bình của tín hiệu khi truyền từ máy phát đến máy thu. Trong không gian tự do, công suất trung bình giảm theo bình phương khoảng cách truyền giữa trạm gốc (BS-Base Station) và trạm cuối (TS-Terminal Station). Trong kênh truyền vô tuyến di động, thường không tồn tại đường truyền thẳng (LOS – Line of Sight), công suất tín hiệu giảm theo các luỹ thừa bậc cao hơn, tiêu biểu là từ 3 đến 5. Sự giảm công suất do hiện tượng che chắn và suy hao có thể khác phục bằng các phương pháp điều khiển công suất.

2.3.2.2  Hiệu ứng bóng râm (Shadowing)

Do ảnh hưởng của các vật cản trở trên đường truyền, ví dụ như các toà nhà cao tầng, các ngọn núi, đồi,… làm cho biên độ tín hiệu bị suy giảm. Tuy nhiên, hiện tượng này chỉ xảy ra trên một khoảng cách lớn, nên tốc độ biến đổi chậm. Vì vậy, hiệu ứng này được gọi là fading chậm.

2.3.2.3  Nhiễu (Noise)

Nhiễu tồn tại trong kênh vật lý của tất cả các hệ thống thông tin, bao gồm thông tin vô tuyến. Các nguồn nhiễu chính là nhiễu nhiệt, nhiễu điện trong các bộ khuếch đại máy thu và can nhiễu giữa các tế bào. Ngoài ra nhiễu còn có thể tạo ra bên trong các hệ thống thông tin như là kết quả của can nhiễu giữa các symbol ISI, can nhiễu giữa các sóng mang ICI và méo xuyên điều chế IMD (Inter-Modulation Distortion). Các nguồn nhiễu này làm giảm tỉ số tín hiệu/nhiễu, giới hạn đáng kể hiệu quả phổ của hệ thống. Tất cả các loại nhiễu trên làm giảm chất lượng truyền dẫn trong thông tin vô tuyến. Do vậy việc nghiên cứu các ảnh hưởng của nhiễu đến tỉ lệ lỗi thông tin và một số biện pháp dung hòa giữa mức nhiễu và hiệu quả phổ hệ thống là rất quan trọng.

Hầu hết các dạng nhiễu trong hệ thống thông tin vô tuyến được mô hình hóa chính xác nhờ dùng nhiễu trắng Gauss.

2.3.2.4  Hiện tượng đa đường (Multipath)

Trong một hệ thống thông tin vô tuyến, các sóng bức xạ điện từ thường không bao giờ được truyền trực tiếp đến anten thu. Điều này xẩy ra là do giữa nơi phát và nơi thu luôn tồn tại các vật thể cản trở sự truyền sóng trực tiếp. Do vậy, sóng nhận được chính là sự chồng chập của các sóng đến từ hướng khác nhau bởi sự phản xạ, khúc xạ, tán xạ từ các toà nhà, cây cối và các vật thể khác. Hiện tượng này được gọi là sự truyền sóng đa đường (Multipath propagation). Do hiện tượng đa đường, tín hiệu thu được là tổng của các bản sao tín hiệu phát. Các bản sao này bị suy hao, trễ, dịch pha và có ảnh hưởng lẫn nhau. Tuỳ thuộc vào pha của từng thành phần mà tín hiệu chồng chập có thể được khôi phục lại hoặc bị hư hỏng hoàn toàn. Ngoài ra khi truyền tín hiệu số, đáp ứng xung có thể bị méo khi qua kênh truyền đa đường và nơi thu nhận được các đáp ứng xung độc lập khác nhau. Hiện tương này gọi là sự phân tán đáp ứng xung (impulse dispersion). Hiện tượng méo gây ra bởi kênh truyền đa đường thì tuyến tính và có thể được bù lại ở phía thu bằng các bộ cân bằng.

 

Hình 2.3: Hiện tượng truyền sóng đa đường

2.3.2.5  Hiệu ứng Doppler

Hiệu ứng Doppler gây ra do sự chuyển động tương đốigiữa máy phát và máy thu như trình bày ở hình 2.4. Bản chất của hiện tượng này là phổ của tín hiệu thu được bị xê lệch đi so với tần số trung tâm một khoảng gọi là tần số Doppler.

Giả thiết góc tới của tuyến n so với hướng chuyển động của máy thu là α_n, khi đó tần số Doppler của tuyến này là :

                                                                                                 (2.1)

Trong đó f₀, v, c lần lượt là tần số sóng mang của hệ thống, vận tốc chuyển động tương đối của máy thu so với máy phát và vận tốc ánh sáng. Nếu α_n = 0 thì tần số Doppler lớn nhất sẽ là:

                     f_D,max=v/cfo                                                                     (2.2)    

 .................

Giả thiết tín hiệu đến máy thu bằng nhiều luồng khác nhau với cường độ ngang hàng nhau ở khắp mọi hướng, khi đó phổ của tín hiệu tương ứng với tần số Doppler được biểu diễn như sau:

 ....................

        Phổ tín hiệu thu được biểu diễn lại ở hình 2.5

Mật độ phổ tín hiệu thu bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng Doppler do Jake tìm ra năm 1974. Và được gọi là phổ Jake. Ý nghĩa của phổ tín hiệu này được giải thích như sau: Giả thiết tín hiệu phát đi ở tần số sóng mang f₀, khi đó tín hiệu thu được sẽ không nhận được ở chính xác trên tần số sóng màng f₀ mà bị dịch đi cả về hai phía với độ dịch là f_D,max như hình ở 2.5. Sự dịch tần số này ảnh hưởng đến sự đồng bộ của nhiều hệ thống.

 

Hình 2.5: Mật độ phổ của tín hiệu thu

 

 

2.3.3 Các dạng kênh truyền

Tùy theođáp ứng tầnsố của kênh truyềnvà băng thông củatínhiệuphátmàtacó:

-        Kênh truyền chọn lọctần số hay kênh truyền Fading phẳng.

-        Kênhtruyềnchọnlọcthờigian(haycòngọilàkênhtruyềnbiếnđổinhanh (FastChannel)haykênhtruyền  khôngchọnlọcthờigian(haycòngọilàKênh truyền biếnđổi chậm(SlowChannel).

2.3.3.1 Kênh truyền chọn lọc tần số và kênh truyền Fading phẳng (Frequency  Selective  Channel  và  Flat  Channel hay  Frequency  Nonselective Channel)

Mỗikênhtruyềnđềutồntạimộtkhoảngtầnsốmàtrongkhoảngđó,đápứng tầnsốcủakênhtruyềnlàgầnnhưnhautạimọitầnsố(cóthểxemlàphẳng),khoảng tần số nàyđượcgọilàCoherentBandwidthvàđược ký hiệutrênhình2.5là f0.

Hình 2.6 Kênh truyền chọn lọc tần số (f₀  < W)

Trên  hình  2.6,  ta  nhận  thấy  kênh  truyền  có  f0  nhỏ  hơn  nhiều  so  với  băng thôngcủatínhiệuphát.Dođó,tạimộtsốtầnsốtrênbăngtần,kênhtruyềnkhông chotínhiệuđiqua,vànhữngthànhphầntầnsốkhácnhaucủatínhiệuđượctruyền đichịusựsuygiảmvàdịchphakhácnhau.Dạngkênhtruyềnnhưvậyđượcgọilà kênhtruyền chọn lọctần số .

Hình 2.7 Kênh truyền fading phẳng (f₀  > W)

Ngượclại,trênhình2.7,kênhtruyềncóf0  lớnhơnnhiềusovớibăngthông củatínhiệuphát,mọithànhphầntấnsốcủatínhiệuđượctruyềnquakênhchịusự suygiảmvàdịchphagầnnhưnhau.Chínhvìvậy,kênhtruyềnnàyđượcgọilàkênh truyền fading phẳnghoặc kênh truyềnkhôngchọn lọctần số.

2.3.3.2  Kênh truyền chọn lọc thời gian và kênh truyền không chọn lọc thời gian (TimeSelectiveChannelvà TimeNonselectiveChannel)

Kênhtruyềnvôtuyếnluônthayđổiliêntụctheothờigian,vìcácvậtchấttrên đườngtruyềnluônthayđổivềvítrí,vậntốc…,luônluôncónhữngvậtthểmớixuất hiệnvànhữngvậtthểcũmấtđi…Sóngđiệntừlantruyềntrênđườngtruyềnphản xạ,tánxạ…Quanhữngvậtthểnàynênhướng,gócpha,biênđộcũngluônthayđổi theothời gian.

Tínhchấtnàycủakênhtruyềnđượcmôtảbằngmộtthamsố,gọilàcoherent time. Đólàkhoảngthờigianmàtrongđó,đápứngthờigiancủa kênh truyềnthay đổi rất ít (có thể xemlà phẳng về thờigian).

Khitatruyềntínhiệuvớichukỳkýhiệu(symbolduration)rấtlớnsovớicoherent timethìkênhtruyền đó đượcgọi là kênh truyền chọn lọcthời gian.

Ngượclại,khitatruyềntínhiệuvớichukỳkýhiệu(symbolduration)rấtnhỏsovới coherenttimethìkênhtruyềnđólàđượcgọilàkênhtruyềnkhôngchọnlọcthờigian hayphẳngvề thời gian.

2.3.4  Hiện tượng fading

Fading là hiện tượng suy lạc tín hiệu thu một cách bất thường xảy ra đối với các hệ thống vô tuyến do tác động của môi trường truyền dẫn.

Hình 2.8:  Hiện tượng fading đa đường

Các loại fading được chia ra:

• Fading đa đường
• Fading phẳng
• Fading chọn lọc tần số
• Fading nhanh
• Fading chậm

Chúng được phân loại theo chu kỳ của tín hiệu và băng thông của tín hiệu dải nền như sau:

Hình 2.9:  Phân loại fading theo chu kỳ và băng thông

2.3.4.1  Fading phẳng (Flat Fading)

Là loại fading là suy giảm đều mức năng lượng của sóng vô tuyến trên một dải tần số. Và đương nhiên sự thay đổi này là không giống nhau đối với các dãi tần số khác.

Fading phẳng bù được nhờ tăng công suất phát (hoặc giảm cự ly liên lạc) hoặc sử dụng AGC, có thể khắc phục dễ dàng nhờ AGC (Automatic Gain Control) và fading khi đó không gây ra cái hiện tượng ISI do méo tuyến tính 

2.3.4.2  Fading chọn lọc tần số (Frequency-selective fading) 

Chỉ xảy ra với một kênh tần số mà không xảy ra với kênh lân cận, làm thay đổi tần số sóng mang phụ thuộc tần số. Fading chọn lọc theo tần số (selective fading) không gây ra méo phi tuyến mà gây méo tuyến tính (linear distortion).Để khắc phục fading chọn lọc tần số với các tín hiệu có băng rộng, có các biện pháp cơ bản sau:

- Sử dụng mạch san bằng thích nghi, thường là các ATDE (Adaptive Time Domain Equalizer) với các thuật toán thích nghi thông dụng là cưỡng ép không ZF (Zero Forcing) và sai số trung bình bình phương cực tiểu LMS (Least Mean Square error).

- Sử dụng phân tập (Diversity), bao gồm phân tập không gian với hai hay nhiều anten thu đặt cách nhau đủ xa, phân tập tần số và phân tập góc (angle diversity).

- Sử dụng mã sửa lỗi để giảm BER (vốn có thể lớn do selective fading gây nên).

- Trải phổ tín hiệu (fading chọn lọc thường do hiện tượng truyền dẫn đa đường - multipath propagation - gây nên, trải phổ chuỗi trực tiếp, nhất là với máy thu RAKE, có khả năng tách các tia sóng và tổng hợp chúng lại, loại bỏ ảnh hưởng của multipath propagation).

- Sử dụng điều chế đa sóng mang mà tiêu biểu là OFDM (này ngày nay được ứng dụng khắp nơi, trong di động 3G, trong WIFI, WIMAX hay trong truyền hình số mặt đất DVB-T...).

2.3.5  Các mô hình kênh cơ bản

     Trong một hệ thống vô tuyến di động, một tín hiệu có thể truyền từ máy phát tới máy thu qua nhiều đường phản xạ - hiện tượng này được gọi là truyền sóng đa đường. Hiệu ứng này gây ra sự thay đổi về biên độ, pha và góc tới của tín hiệu thu được, và được gọi là Fading đa đường.

     Giả sử rằng hệ thống không gian-thời gian bao gồm K người sử dụng, mỗi người sử dụng phát một tín hiệu trên một kênh đa đuờng rời rạc độc lập với đường truyền L tới máy thu, mỗi tín hiệu có một biên độ, pha và hướng tới riêng. Phân bố của các tham số này phụ thuộc vào loại môi trường thông tin di động. 

  Hướng tới phụ thuộc vào ba thành phần khác nhau là:

 - Tán xạ tại đầu cuối di động (hiện tượng nhiễu xạ này cũng thường bị ảnh hưởng bởi tốc độ di động)

 - Tán xạ tại trạm gốc.

 - Các vật tán xạ ở xa. Loại tán xạ này có thể xuất hiện trong các môi trường thành thị và nông thôn do các vật thể có cấu trúc lớn như núi đồi, các toà nhà, ... và có ảnh hưởng nhất định tới kênh thông tin di động kể cả khi các vật tán xạ này ở xa so với trạm gốc và máy di động. Nếu các vật tán xạ này nằm trong tầm nhìn thẳng đối với cả trạm gốc và máy di động thì chúng có thể có vai trò giống như các vật phản xạ rời rạc hoặc vật phản xạ tập trung theo nhóm. Khi các vật phản xạ được nhóm lại, ăn ten trạm gốc hoặc máy di động có thể xem như các thành phần tán xạ như ở điểm 1 và điểm 2 nêu trên.

     Ta thấy rằng, mô hình phân bố của môi trường tán xạ chiếm một vai trò quan trọng trong việc thiết kế hệ thống. Nhiều mô hình phân bố của môi trường tán xạ khác nhau đã được đề xuất, với các thuộc tính và độ chính xác khác nhau. Một số mô hình đã được phát triển cho thực tế, còn hầu hết mô hình khác có xu hướng phục vụ cho mục đích mô phỏng.

2.3.5.1  Kênh theo phân bố Rayleigh

          Hàm truyền đạt của kênh thực chất là một quá trình xác suất phụ thuộc cả thời gian và tần số. Biên độ hàm truyền đạt của kênh tại một tần số nhất định sẽ tuân theo phân bố Rayleigh nếu các điều kiện dưới đây của môi trường truyền dẫn được thõa mãn:

     + Môi trường truyền dẫn không có tuyến trong tầm nhìn thẳng, có nghĩa là không có tuyến có công suất tín hiệu vượt trội.

     + Tín hiệu ở máy thu nhận được từ vô số các hướng phản xạ và nhiễu xạ khác nhau.

Hình 2.10:  Rayleigh Fading

Trong những kênh vô tuyến di động, phân bố Rayleigh thường được dùng để mô tả bản chất thay đổi theo thời gian của đường bao tín hiệu fading phẳng thu được hoặc đường bao của một thành phần đa đường riêng lẻ. Chúng ta biết rằng đường bao của tổng hai tín hiệu nhiễu Gauss trực giao tuân theo phân bố Rayleigh. Phân bố Rayleigh có hàm mật độ xác suất:

                                                                  (2.4)   

Với σ là giá trị rms (hiệu dụng) của điện thế tín hiệu nhận được trước bộ tách đường bao (evelope detection). σ² là công suất trung bình theo thời gian.

Hình 2.11:  Hàm phân bố xác suất rayleigh

2.3.5.2  Phân bố Ricean

           Trong trường hợp fading Rayleigh, không có thành phần tín hiệu đến trực tiếp máy thu mà không bị phản xạ hay tán xạ (thành phần light-of-sight) với công suất vượt trội. Khi có thành phần này, phân bố sẽ là Ricean. Trong trường hợp này, các thành phần đa đường ngẫu nhiên đến bộ thu với những góc khác nhau được xếp chồng lên tín hiệu light-of-sight. Tại ngõ ra của bộ tách đường bao, điều này có ảnh hưởng như là cộng thêm thành phần dc vào các thành phần đa đường ngẫu nhiên. Giống như trong trường hợp dò sóng sin trong khi bị nhiễu nhiệt, ảnh hưởng của tín hiệu light-of-sight (có công suất vượt trội) đến bộ thu cùng với các tín hiệu đa đường (có công suất yếu hơn) sẽ làm cho phân bố Ricean rõ rệt hơn. Khi thành phần light-of-sight bị suy yếu, tín hiệu tổng hợp trông giống như nhiễu có đường bao theo phân bố Rayleigh. Vì vậy, phân bố bị trở thành phân bố Rayleigh trong trường hợp thành phần light-of-sight mất đi.

 

Hình 2.12:  Rician Fading

Hàm mật độ phân bố xác suất của phân bố Ricean:

                                         (2.5)

A: Biên độ đỉnh của thành phần light-of-sight.

Io: Là hàm Bessel sửa đổi loại 1 bậc 0.

Phân bố Ricean thường được mô tả bởi thông số k được định nghĩa như là tỉ số giữa công suất tín hiệu xác định (thành phần light-of-sight) và công suất các thành phần đa đường:

                                                                                                             (2.6)

         k  xác định phân bố Ricean và được gọi là hệ số Ricean.

khi đó hàm mật độ phân bố xác suất của phân bố Ricean trở thành [3]:  

...................

 

Hình 4.9 BER các kỹ thuật phân tập

Nhận xét: Tỷ lệ lỗi khi dùng kỹ thuật MRC là thấp nhất, sau đó đến EGC và SC, Alamouti cho kết quả thấp hơn SC khoảng 1dB

4.9  Kết luận chương

     Từ các kết quả mô phỏng có thể rút ra kết luận là các phương pháp phân tập anten cho hiệu suất khá tốt. Độ lợi phân tập đạt được với nhiều anten kết hợp lên tới hàng chục dB, độ lợi cực đại có thể có được với 2 anten (Nr = 2) và sẽ đạt tiệm cận khi Nr tăng dần.

     Với 2 nhánh phân tập thu thì giảm công suất yêu cầu hơn 15 dB ở mức BER là . Ta cũng thấy rằng tốc độ tăng của độ lợi phân tập là chậm dần khi Nr tăng.

 

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

 

* Kết luận: Qua các phân tích lý thuyết cùng kết quả mô phỏng, có thể khẳng định phân tập anten là kỹ thuật rất hiệu quả trong việc giảm ảnh hưởng của Pha-đinh lên tín hiệu, nâng cao độ lợi hệ thống, cải thiện đáng kể chất lượng cũng như dung lượng hệ thống, cho phép khai thác hiệu quả thành phần không gian – không làm hao tổn tài nguyên tần số, thời gian như các phương pháp phân tập khác.

     Kỹ thuật phân tập anten cũng cải thiện tốt xác suất lỗi trong điều kiện kênh truyền có Pha-đinh. Độ lợi thu được của phương pháp phân tập anten lên đến hàng chục dB. Đây là thông số thể hiện rõ tính ưu việt của kỹ thuật phân tập anten ứng dụng vào các hệ thống truyền thông, đặc biệt là các hệ thống thông tin di động vốn đòi hỏi các yêu cầu về nâng cao dung lượng, chất lượng dịch vụ, tiết kiệm năng lượng sử dụng, thu gọn kích thước thiết bị máy đầu cuối.

     Đối với phân tập phía thu thì phương pháp MRC cho phép cải thiện chất lượng tín hiệu tốt hơn nhiều so với các phương pháp EGC và SC, phù hợp với các phân tích lý thuyết. Tuy nhiên, độ phức tạp trong thi công phương pháp MRC cao hơn nhiều so với SC hay EGC. Điều này đòi hỏi phải có những đánh giá chuyên sâu về hiệu quả kinh tế khi lựa chọn phương pháp kết hợp để triển khai thực tế.

     Độ lợi S/N được cải thiện đáng kể khi tăng số lượng anten. Tuy nhiên, cùng với sự gia tăng của số anten thì độ gia tăng độ lợi hệ thống có xu hướng giảm. Kết quả phân tích cho thấy độ gia tăng độ lợi tốt nhất khi tăng từ 1 lên 2 anten. Đây cũng là một ưu điểm đáng quan tâm cho việc ứng dụng kỹ thuật phân tập anten vào thực tế, đặc biệt khi triển khai trên máy đầu cuối của mạng di động. Số anten không nhiều sẽ giúp tiết kiệm chi phí và độ phức tạp thi công, đáp ứng được yêu cầu giảm kích thước máy đầu cuối mà vẫn đảm bảo ứng dụng kỹ thuật phân tập anten vào nâng cao chất lượng dịch vụ.

     Ngược lại với phân tập thu mà chúng ta đang sử dụng rộng rãi trong các hệ thống di động tổ ong, phân tập phát vẫn còn nhận được rất ít sự chú ý do việc thực hiện phân tập anten phát là khác rất nhiều so với phân tập anten thu và việc khai thác phân tập phát cũng có những khó khăn:

   •  Thứ nhất, vì các tín hiệu phát từ nhiều anten sẽ được trộn với nhau về mặt không gian trước khi tới được các bộ thu, hệ thống yêu cầu bổ sung thêm một số bộ xử lý tín hiệu ở cả phía thu và phía phát để tách được các tín hiệu thu và lợi dụng được phân tập.

   •  Thứ hai, phía thu thường ước lượng được các kênh Pha-đinh còn phía phát thì không giống như ở phía thu, không có được các thông tin tức thời về kênh nếu như không có  thông tin phản hồi từ phía thu tới phía phát.

     Tuy nhiên, phân tập phát có khả năng làm tăng đáng kể dung lượng và chất lượng của kênh. Đối với phân tập phát, sẽ dễ dàng lắp đặt nhiều anten phát trên trạm thu phát và cũng dễ dàng sử dụng các nguồn ngoài cho nhiều anten phát. Phân tập phát làm giảm yêu cầu nguồn xử lý của các bộ thu và kết quả là các cấu trúc hệ thống đơn giản hơn, tiêu thụ nguồn thấp hơn và chi phí thấp hơn. Hơn thế nữa, phân tập phát có thể kết hợp với phân tập thu để tăng chất lượng của hệ thống.

 

* Hướng phát triển đề tài: Kỹ thuật phân tập không gian hay phân tập anten hiện đang rất được quan tâm và ứng dụng vào hệ thống MIMO nhờ khả năng khai thác hiệu quả thành phần không gian trong nâng cao chất lượng và dung lượng hệ thống, giảm ảnh hưởng của Pha-đinh, đồng thời tránh được hao phí băng thông tần số – một yếu tố rất được quan tâm trong hoàn cảnh tài nguyên tần số ngày càng khan hiếm. Đặc biệt, việc ứng dụng mô hình phân tập anten vào các hệ thống mới như MIMO-OFDM là hoàn toàn phù hợp.

     Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp bậc Đại học, kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa có, cho nên đồ án của em chỉ mang tính chất tìm hiểu tổng quan, chưa đi sâu vào nghiên cứu các ứng dụng cụ thể.