Tải Điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động umts
MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG BIỂU
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG I1
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3 UMTS. 1
1.1. LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN THÔNG TIN DI ĐỘNG1
1.2. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3 IMT-2000. 2
1.3. CÔNG NGHỆ WCDMA3
1.4. HỆ THỐNG UMTS. 5
1.4.1. Tổng Quan. 5
1.4.2. Mối quan hệ và sự khác nhau giữa WCDMA và UMTS. 7
1.4.3. Dịch Vụ Của Hệ Thống UMTS. 8
1.4.3.1 Lớp hội thoại10
1.4.3.2. Lớp luồng. 11
1.4.3.3. Lớp tương tác. 11
1.4.3.4. Lớp cơ bản. 11
1.4.4 Cấu trúc cell12
1.4.5. Cấu trúc của hệ thống UMTS. 14
1.4.6. Mạng lõi CN (Core Network). 16
1.4.7. Truy nhập vô tuyến mặt đất UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Acess Network)17
1.4.7.1. Bộ điều khiển mạng vô tuyến. 18
1.4.7.2. Nút B (trạm gốc). 19
1.4.8. Thiết bị người sử dụng UE (User Equipment). 19
1.5. TỔNG KẾT VỀ CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP VÔ TUYẾN WCDMA TRONG HỆ THỐNG UMTS20
1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG23
CHƯƠNG II24
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG UMTS24 2.1 MỤC TIÊU CỦA ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT24
2.2. PHÂN LOẠI ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT25
2.2.1. Điều khiển công suất cho đường xuống và đường lên. 26
2.2.2. Điều khiển công suất phân tán và tập trung. 27
2.2.3. Phân loại điều khiển công suất theo phương pháp đo. 27
2.2.4. Điều khiển công suất vòng hở, điều khiển công suất vòng kín. 28
2.3. MỘT SỐ THUẬT NGỮ LIÊN QUAN28
2.3.2. Hiệu ứng đa đường, bộ thu RAKE29
2.3.4. Kỹ thuật phân tập. 32
2.3.5. Sự trôi công suất đường xuống. 34
2.3.6. Độ tin cậy của các lệnh điều khiển công suất đường lên. 37
2.3.7. Cải thiện chất lượng báo hiệu điều khiển công suất37
2.4. SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT37
2.5 ĐKCS VÒNG HỞ (Open-loop power control). 41
2.5.1. Kỹ thuật điều khiển công suất vòng hở đường lên. 41
2.5.2. Kỹ thuật điều khiển công suất vòng hở đường xuống. 42
2.6. ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT NHANH VÒNG KÍN43
2.6.1. Các kỹ thuật điều khiển công suất vòng trong. 44
2.6.1.1. Điều khiển công suất vòng trong đường lên. 44
2.6.1.2. Điều khiển công suất vòng trong đường xuống. 47
2.6.2. Điều khiển công suất vòng ngoài49
2.6.2.1. Điều khiển công suất vòng ngoài đường lên. 50
2.6.2.2. Điều khiển công suất vòng ngoài đường xuống. 51
2.7. SỰ KHÁC NHAU GIỮA ĐKCS TRONG GSM, CDMA & UMTS52
2.8. GIẢI PHÁP SMART ANTENA VỚI ĐKCS. 53
2.8.1. Giới thiệu. 53
2.8.2. Hoạt động của anten thông minh. 54
2.8.2.1. Công nghệ cũ. 54
2.8.2.2. Công nghệ anten thông minh. 54
2.8.2.2.1. Anten thông minh. 54
2.8.2.2.2. Hệ thống Smart Antena. 55
2.8.3. Cơ sở kỹ thuật xử lý tín hiệu trong hệ thống Smart Antena kết hợp điều khiển công suất57
2.8.4. Ứng dụng của anten thông minh trong mạng 3G59
2.8.5. Những lợi ích chính khi triển khai anten thông minh. 60
2.8.6. Tổng kết công nghệ Smart Antena. 61
2.9. KẾT LUẬN CHƯƠNG61
CHƯƠNG III63
CÁC THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT63
3.1. GIỚI THIỆU63
3.2. THUẬT TOÁN ĐKCS VÒNG NGOÀI63
3.3. PHƯƠNG PHÁP ĐKCS THEO BƯỚC ĐỘNG DSSPC (Dynamic Step-size Power Control)64 3.3.1. Độ dự trữ SIR nhiều mức. 64
3.3.2. Sự hoạt động của mạng. 65
3.3.3. Sự hoạt động của trạm di động. 67
3.4. ĐKCS PHÂN TÁN DPC (Distributed Power Control). 70
3.4.1. Khái quát70
3.4.2. Mô hình hệ thống. 71
3.4.3. Thuật toán điều khiển công suất phân tán. 71
3.5. CÁC ĐẠI LƯỢNG DÙNG TRONG THUẬT TOÁN73
3.6. MỘT SỐ LÝ THUYẾT SỬ DỤNG TRONG THUẬT TOÁN76
3.6.1. Nhiễu đồng kênh ( Co- chanel Interference ). 76
3.6.2. Nhiễu đa truy cập MAI (Multiple Access Interference ). 77
3.6.3. Nhiễu kênh lân cận. 78
3.6.4. Tải lưu lượng. 80
3.6.5. Cấp độ phục vụ (Grade of Service). 81
3.6.6. Hiệu quả sử dụng kênh. 82
3.7. KẾT LUẬN CHƯƠNG82
CHƯƠNG IV84
TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT84
4.1. QUỸ ĐƯỜNG TRUYỀN VÔ TUYẾN THAM KHẢO CHO HỆ THỐNG UMTS. 84 4.2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CỤ THỂ86
4.3. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG88
4.4. ĐÁNH GIÁ MÔ PHỎNG91
4.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG92
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI93
TÀI LIỆU THAM KHẢO94
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Sử dụng các phép tính đơn giản giúp cho những gói tin có thể truyền đến nguồn tín hiệu trong một búp sóng hẹp theo đúng hướng của nguồn tín hiệu phát ra.
Sử dụng Anten thông minh để phát tín hiệu rất giống như việc chiếu đèn vào các diễn viên trên sân khấu. Nếu như đèn chiếu rộng thì rất ít ánh sáng chiếu đúng vào người diễn viên. Bằng một đèn chiếu tập trung, hầu như toàn bộ ánh sáng chiếu đúng phần cần thiết còn những khu vực còn lại thì tối, tăng hiệu dụng công suất phát sáng.
Công việc tính toán phức tạp và đòi hỏi thời gian đáp ứng nhanh dẫn đến việc phải gia tăng đáng kể công việc xử lý ở tại trạm phát sóng.
2.8.2.2.2. Hệ thống Smart Antena
Hệ thống anten thích nghi thưc chất là một hệ thống gồm nhiều anten cấu thành mạng , các anten thành phần đó hoàn toàn giống nhau . Cấu trúc mạng anten rất đa dạng tuỳ theo từng mục đích như :kiểu tuyến tính, vòng tròn, plana, khối….
Hình 2.18 Hệ thống anten tuyến tính
Cho dù hình dạng và kiến trúc khác nhau nhưng tất cả các đều phải đảm bảo các đièu kiện sau:
◊Không có sự tác động qua lại của các anten thành phần.
◊Không có sự biến đổi biên độ giữa các anten.
◊Tín hiệu thu được phải độc lập có thể rời rạc hoá trên mặt phẳng.
Tất cả các hệ thống anten thích nghi đều bao gồm 2 khối cơ bản : Khối xử lý cứng – Logic circuit và xử lý mềm – Adative Algỏithm là các chương trình xử lý tương thích tín hiệu.
Hệ thống anten thích nghi sử dụng hai kỹ thuật xử lý tín hiệu.
● Switch beam (chuyển mạch búp sóng) sử dụng anten trong đó các anten thành phần thu phát một cách độc lập , biểu đồ hướng anten sẽ thay đổi chuyển anten thành phần này sang anten thành phần khác để bám theo đối tượng khi thuê bao duy chuyển .Tuy nhiên dung lượng hệ thống bị giới hạn vì phụ thuộc vào số lượng anten thành phần trong mạng anten, biểu đồ hướng sóng anten được xác định trước hay dưới dạng kết hợp ( các sector). Hệ thống này tương đối đơn giản, dễ lắp đặt trong các hệ thống thông tin di động hiện nay. Tuy nhiên hệ thống này vẫn còn một số nhược điểm cần khắc phục như : dung lượng hệ thống phụ thuộc vào số anten thành phần trong mạng anten, không tận dụng được tính chất đa đường để tăng cường tín hiệu...
Hình 2.19 Hệ thống chuyển mạch búp sóng
● Adaptive Aray (mạng tương thích) :biểu đồ hướng sóng không xác đinh,mang tính chất động và các biểu dồ hướng sóng anten đó có thể diều chỉnh theo thời gian thực hệ thống này tất nhiên là phức tạp hơn hệ thống anten trên tuy nhiên lại có ưu điẻm hơn hệ thống anten trên tuy nhiên lại có ưu điểm hơn vì nhờ tính chất hoạt động của hệ thống anten nên dung lượng của hệ thống có thể thay đổi một cách linh hoạt ,khắc phục những nhược điểm cơ bản của hệ thống trên như lợi dụng tính chất đa đường để tăng cường tín hiệu.
Hình 2.20 Hệ thống anten tương thích
2.8.3. Cơ sở kỹ thuật xử lý tín hiệu trong hệ thống Smart Antena kết hợp điều khiển công suất
Hệ thống anten thich nghi hay thông minh là vì trong bất cứ môi trường truyền sóng nào hệ thống anten cũng đều tự động điều chỉnh biểu đồ hướng anten của mình theo những hướng có thuê bao . Triệt tiêu những hướng không cần thiết và nhiễu. Về mặt cấu trúc như đã biết toàn bộ hệ anten là một mạng N kênh , mỗi kênh được xử lý với trọng số riêng các trọng số này được đièu khiển theo hiệu ứng tổng hợp ở đầu ra của hệ thống.
Hình 2.21 Sơ đồ khối của anten thích nghi dưới dạng tổng quát
Như trên đã trình bày hai kỹ thuật xử lý tín hiệu trong smart antenna .Do đó sẽ có những đặc trưng riêng thể hiện ưu điểm của mỗi loại kỹ thuật. Tuy nhiên cả hai phương pháp trên đều phải thông qua các công đoạn xử lý chung sau :
◊Xác nhận các đáp ứng của hệ thống anten: ma trận các véctơ trọng số sóng . Đây mới chỉ là phản ứng sơ bộ của hệ thống anten khi có các tín hiệu thuê bao tác động lên, thời điểm này chưa có sự điều khiển tương thích với sóng mong muốn . Đồng thời xác định đựoc vết không gian của các tín hiệu thông số định lượng khả năng đáp ứng của mạng anten và các thông số về góc của sóng tới, thời gian trễ, cường độ tín hiêu… Bước này rất quan trọng vì có vai trò rất quan trọng cho tới những bước xử lý chọn lọc và tương thích sau này.
◊Tiếp theo tín hiệu được đưa tới từng bộ lọc của từng nhánh, ở đó tín hiệu đựoc tối ưu hoá, các thông số được xác định một cách chính xác, như việc xác định thông số DOA (góc tới của sóng), việc xác định thông số này cần có sự tham gia của phần mềm xử lý tin hiệu như : MUSIC ( Thuật toán phân loại đa tín hiệu ,ESPRIT (thuật toán định lượng các thông số tín hiệu thông qua kỹ thuật bất biến luân phiên)…..Đây là một thông số rất quan trọng kết hợp với các thông số ở bước trước để sau này hệ thống thực hiện chọn lọc tín hiệu tương thích và loại bỏ những tín hiệu không mong muốn và điều khiển công suất thu sao cho hợp lý
◊Tương thích: là khâu yêu cầu sự tính toán rất phức tạp và chính xác. Trong hệ thống xử lý luôn có một ma trận các vector trọng số sóng nhận được . Trên cơ sở biết được yêu cầu cần kết nối ta xác định được các vectỏ trọng số sóng mong muốn thông qua thuật toán xử lý tương thích như : MMSE ( Minimum Mean Square Eror –thuật toán lỗi bình phương sai phân tối thiểu) hay thuật toán thích nghi mù. Khi đó tín hiệu không mong muón sẽ bị triêt tiêu trên cở sở kỹ thuật đa truy nhập theo tần số trực giao OFDM , quá trình điều khiển công suất hoạt động song song với quá trình xử lý tín hiệu nhận dạng thuê bao để tránh hiện tượng chèn ép kênh và hao phí công suất ….
Hình 2.22 Phần mềm hệ thống smart antenna
◊Sau khi nhận được tín hiêu mong muốn thì ta phải định lượng được cường độ tín hiệu nghĩa là phải có giá trị cao hơn giá trị ngưỡng cho trước thì mới có thể đưa tới bộ giải điều chế. Tín hiệu có cường độ nhỏ hơn giá trị ngưỡng thì hệ thống sẽ phải lặp lại sự tương thích lại với sự thay đổi hệ số tương thích – thay đổi công suất thu.
◊Cuối cùng những tín hiêu mong muốn lớn hơn giá trị ngưỡng sẽ được đưa tơí bộ kết hợp tạo ra tín hiệu đầu ra có cường độ cực đại . Tại đây người ta sử dụng bộ thu RAKE – điều chỉnh thời gian trẽ tín hiệu , lợi dụng tính chất đa đường để nâng cao công su
Download miễn phí Điều khiển công suất trong hệ thống thông tin di động umts
MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG BIỂU
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG I1
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3 UMTS. 1
1.1. LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN THÔNG TIN DI ĐỘNG1
1.2. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ 3 IMT-2000. 2
1.3. CÔNG NGHỆ WCDMA3
1.4. HỆ THỐNG UMTS. 5
1.4.1. Tổng Quan. 5
1.4.2. Mối quan hệ và sự khác nhau giữa WCDMA và UMTS. 7
1.4.3. Dịch Vụ Của Hệ Thống UMTS. 8
1.4.3.1 Lớp hội thoại10
1.4.3.2. Lớp luồng. 11
1.4.3.3. Lớp tương tác. 11
1.4.3.4. Lớp cơ bản. 11
1.4.4 Cấu trúc cell12
1.4.5. Cấu trúc của hệ thống UMTS. 14
1.4.6. Mạng lõi CN (Core Network). 16
1.4.7. Truy nhập vô tuyến mặt đất UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Acess Network)17
1.4.7.1. Bộ điều khiển mạng vô tuyến. 18
1.4.7.2. Nút B (trạm gốc). 19
1.4.8. Thiết bị người sử dụng UE (User Equipment). 19
1.5. TỔNG KẾT VỀ CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP VÔ TUYẾN WCDMA TRONG HỆ THỐNG UMTS20
1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG23
CHƯƠNG II24
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG UMTS24 2.1 MỤC TIÊU CỦA ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT24
2.2. PHÂN LOẠI ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT25
2.2.1. Điều khiển công suất cho đường xuống và đường lên. 26
2.2.2. Điều khiển công suất phân tán và tập trung. 27
2.2.3. Phân loại điều khiển công suất theo phương pháp đo. 27
2.2.4. Điều khiển công suất vòng hở, điều khiển công suất vòng kín. 28
2.3. MỘT SỐ THUẬT NGỮ LIÊN QUAN28
2.3.2. Hiệu ứng đa đường, bộ thu RAKE29
2.3.4. Kỹ thuật phân tập. 32
2.3.5. Sự trôi công suất đường xuống. 34
2.3.6. Độ tin cậy của các lệnh điều khiển công suất đường lên. 37
2.3.7. Cải thiện chất lượng báo hiệu điều khiển công suất37
2.4. SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT37
2.5 ĐKCS VÒNG HỞ (Open-loop power control). 41
2.5.1. Kỹ thuật điều khiển công suất vòng hở đường lên. 41
2.5.2. Kỹ thuật điều khiển công suất vòng hở đường xuống. 42
2.6. ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT NHANH VÒNG KÍN43
2.6.1. Các kỹ thuật điều khiển công suất vòng trong. 44
2.6.1.1. Điều khiển công suất vòng trong đường lên. 44
2.6.1.2. Điều khiển công suất vòng trong đường xuống. 47
2.6.2. Điều khiển công suất vòng ngoài49
2.6.2.1. Điều khiển công suất vòng ngoài đường lên. 50
2.6.2.2. Điều khiển công suất vòng ngoài đường xuống. 51
2.7. SỰ KHÁC NHAU GIỮA ĐKCS TRONG GSM, CDMA & UMTS52
2.8. GIẢI PHÁP SMART ANTENA VỚI ĐKCS. 53
2.8.1. Giới thiệu. 53
2.8.2. Hoạt động của anten thông minh. 54
2.8.2.1. Công nghệ cũ. 54
2.8.2.2. Công nghệ anten thông minh. 54
2.8.2.2.1. Anten thông minh. 54
2.8.2.2.2. Hệ thống Smart Antena. 55
2.8.3. Cơ sở kỹ thuật xử lý tín hiệu trong hệ thống Smart Antena kết hợp điều khiển công suất57
2.8.4. Ứng dụng của anten thông minh trong mạng 3G59
2.8.5. Những lợi ích chính khi triển khai anten thông minh. 60
2.8.6. Tổng kết công nghệ Smart Antena. 61
2.9. KẾT LUẬN CHƯƠNG61
CHƯƠNG III63
CÁC THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT63
3.1. GIỚI THIỆU63
3.2. THUẬT TOÁN ĐKCS VÒNG NGOÀI63
3.3. PHƯƠNG PHÁP ĐKCS THEO BƯỚC ĐỘNG DSSPC (Dynamic Step-size Power Control)64 3.3.1. Độ dự trữ SIR nhiều mức. 64
3.3.2. Sự hoạt động của mạng. 65
3.3.3. Sự hoạt động của trạm di động. 67
3.4. ĐKCS PHÂN TÁN DPC (Distributed Power Control). 70
3.4.1. Khái quát70
3.4.2. Mô hình hệ thống. 71
3.4.3. Thuật toán điều khiển công suất phân tán. 71
3.5. CÁC ĐẠI LƯỢNG DÙNG TRONG THUẬT TOÁN73
3.6. MỘT SỐ LÝ THUYẾT SỬ DỤNG TRONG THUẬT TOÁN76
3.6.1. Nhiễu đồng kênh ( Co- chanel Interference ). 76
3.6.2. Nhiễu đa truy cập MAI (Multiple Access Interference ). 77
3.6.3. Nhiễu kênh lân cận. 78
3.6.4. Tải lưu lượng. 80
3.6.5. Cấp độ phục vụ (Grade of Service). 81
3.6.6. Hiệu quả sử dụng kênh. 82
3.7. KẾT LUẬN CHƯƠNG82
CHƯƠNG IV84
TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT84
4.1. QUỸ ĐƯỜNG TRUYỀN VÔ TUYẾN THAM KHẢO CHO HỆ THỐNG UMTS. 84 4.2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CỤ THỂ86
4.3. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG88
4.4. ĐÁNH GIÁ MÔ PHỎNG91
4.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG92
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI93
TÀI LIỆU THAM KHẢO94
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
hông qua việc tăng khả năng tái sử dụng kênh tần số.Một Anten thông minh bao gồm nhiều Anten thành phần. Cũng giống như cách phân tích của bộ não về sự khác nhau giữa âm thanh thu được ở hai tai, những tín hiệu phát ra từ những máy di động đến Anten thành phần được phân tích giúp xác định hướng của nguồn tín hiệu. Trên thực tế thì các Anten thành phần được phân bố tĩnh. Việc xác định được hướng của nguồn tín hiệu là kết quả của việc tính toán tín hiệu nhận được từ những Anten thành phần, và không có phần nào của Anten phải quay đổi hướng cả. Công việc tính toán này đòi hỏi thực hiện theo thời gian thực (realtime) để Anten thông minh có thể bám theo nguồn tín hiệu khi nó chuyển động.Sử dụng các phép tính đơn giản giúp cho những gói tin có thể truyền đến nguồn tín hiệu trong một búp sóng hẹp theo đúng hướng của nguồn tín hiệu phát ra.
Sử dụng Anten thông minh để phát tín hiệu rất giống như việc chiếu đèn vào các diễn viên trên sân khấu. Nếu như đèn chiếu rộng thì rất ít ánh sáng chiếu đúng vào người diễn viên. Bằng một đèn chiếu tập trung, hầu như toàn bộ ánh sáng chiếu đúng phần cần thiết còn những khu vực còn lại thì tối, tăng hiệu dụng công suất phát sáng.
Công việc tính toán phức tạp và đòi hỏi thời gian đáp ứng nhanh dẫn đến việc phải gia tăng đáng kể công việc xử lý ở tại trạm phát sóng.
2.8.2.2.2. Hệ thống Smart Antena
Hệ thống anten thích nghi thưc chất là một hệ thống gồm nhiều anten cấu thành mạng , các anten thành phần đó hoàn toàn giống nhau . Cấu trúc mạng anten rất đa dạng tuỳ theo từng mục đích như :kiểu tuyến tính, vòng tròn, plana, khối….
Hình 2.18 Hệ thống anten tuyến tính
Cho dù hình dạng và kiến trúc khác nhau nhưng tất cả các đều phải đảm bảo các đièu kiện sau:
◊Không có sự tác động qua lại của các anten thành phần.
◊Không có sự biến đổi biên độ giữa các anten.
◊Tín hiệu thu được phải độc lập có thể rời rạc hoá trên mặt phẳng.
Tất cả các hệ thống anten thích nghi đều bao gồm 2 khối cơ bản : Khối xử lý cứng – Logic circuit và xử lý mềm – Adative Algỏithm là các chương trình xử lý tương thích tín hiệu.
Hệ thống anten thích nghi sử dụng hai kỹ thuật xử lý tín hiệu.
● Switch beam (chuyển mạch búp sóng) sử dụng anten trong đó các anten thành phần thu phát một cách độc lập , biểu đồ hướng anten sẽ thay đổi chuyển anten thành phần này sang anten thành phần khác để bám theo đối tượng khi thuê bao duy chuyển .Tuy nhiên dung lượng hệ thống bị giới hạn vì phụ thuộc vào số lượng anten thành phần trong mạng anten, biểu đồ hướng sóng anten được xác định trước hay dưới dạng kết hợp ( các sector). Hệ thống này tương đối đơn giản, dễ lắp đặt trong các hệ thống thông tin di động hiện nay. Tuy nhiên hệ thống này vẫn còn một số nhược điểm cần khắc phục như : dung lượng hệ thống phụ thuộc vào số anten thành phần trong mạng anten, không tận dụng được tính chất đa đường để tăng cường tín hiệu...
Hình 2.19 Hệ thống chuyển mạch búp sóng
● Adaptive Aray (mạng tương thích) :biểu đồ hướng sóng không xác đinh,mang tính chất động và các biểu dồ hướng sóng anten đó có thể diều chỉnh theo thời gian thực hệ thống này tất nhiên là phức tạp hơn hệ thống anten trên tuy nhiên lại có ưu điẻm hơn hệ thống anten trên tuy nhiên lại có ưu điểm hơn vì nhờ tính chất hoạt động của hệ thống anten nên dung lượng của hệ thống có thể thay đổi một cách linh hoạt ,khắc phục những nhược điểm cơ bản của hệ thống trên như lợi dụng tính chất đa đường để tăng cường tín hiệu.
Hình 2.20 Hệ thống anten tương thích
2.8.3. Cơ sở kỹ thuật xử lý tín hiệu trong hệ thống Smart Antena kết hợp điều khiển công suất
Hệ thống anten thich nghi hay thông minh là vì trong bất cứ môi trường truyền sóng nào hệ thống anten cũng đều tự động điều chỉnh biểu đồ hướng anten của mình theo những hướng có thuê bao . Triệt tiêu những hướng không cần thiết và nhiễu. Về mặt cấu trúc như đã biết toàn bộ hệ anten là một mạng N kênh , mỗi kênh được xử lý với trọng số riêng các trọng số này được đièu khiển theo hiệu ứng tổng hợp ở đầu ra của hệ thống.
Hình 2.21 Sơ đồ khối của anten thích nghi dưới dạng tổng quát
Như trên đã trình bày hai kỹ thuật xử lý tín hiệu trong smart antenna .Do đó sẽ có những đặc trưng riêng thể hiện ưu điểm của mỗi loại kỹ thuật. Tuy nhiên cả hai phương pháp trên đều phải thông qua các công đoạn xử lý chung sau :
◊Xác nhận các đáp ứng của hệ thống anten: ma trận các véctơ trọng số sóng . Đây mới chỉ là phản ứng sơ bộ của hệ thống anten khi có các tín hiệu thuê bao tác động lên, thời điểm này chưa có sự điều khiển tương thích với sóng mong muốn . Đồng thời xác định đựoc vết không gian của các tín hiệu thông số định lượng khả năng đáp ứng của mạng anten và các thông số về góc của sóng tới, thời gian trễ, cường độ tín hiêu… Bước này rất quan trọng vì có vai trò rất quan trọng cho tới những bước xử lý chọn lọc và tương thích sau này.
◊Tiếp theo tín hiệu được đưa tới từng bộ lọc của từng nhánh, ở đó tín hiệu đựoc tối ưu hoá, các thông số được xác định một cách chính xác, như việc xác định thông số DOA (góc tới của sóng), việc xác định thông số này cần có sự tham gia của phần mềm xử lý tin hiệu như : MUSIC ( Thuật toán phân loại đa tín hiệu ,ESPRIT (thuật toán định lượng các thông số tín hiệu thông qua kỹ thuật bất biến luân phiên)…..Đây là một thông số rất quan trọng kết hợp với các thông số ở bước trước để sau này hệ thống thực hiện chọn lọc tín hiệu tương thích và loại bỏ những tín hiệu không mong muốn và điều khiển công suất thu sao cho hợp lý
◊Tương thích: là khâu yêu cầu sự tính toán rất phức tạp và chính xác. Trong hệ thống xử lý luôn có một ma trận các vector trọng số sóng nhận được . Trên cơ sở biết được yêu cầu cần kết nối ta xác định được các vectỏ trọng số sóng mong muốn thông qua thuật toán xử lý tương thích như : MMSE ( Minimum Mean Square Eror –thuật toán lỗi bình phương sai phân tối thiểu) hay thuật toán thích nghi mù. Khi đó tín hiệu không mong muón sẽ bị triêt tiêu trên cở sở kỹ thuật đa truy nhập theo tần số trực giao OFDM , quá trình điều khiển công suất hoạt động song song với quá trình xử lý tín hiệu nhận dạng thuê bao để tránh hiện tượng chèn ép kênh và hao phí công suất ….
Hình 2.22 Phần mềm hệ thống smart antenna
◊Sau khi nhận được tín hiêu mong muốn thì ta phải định lượng được cường độ tín hiệu nghĩa là phải có giá trị cao hơn giá trị ngưỡng cho trước thì mới có thể đưa tới bộ giải điều chế. Tín hiệu có cường độ nhỏ hơn giá trị ngưỡng thì hệ thống sẽ phải lặp lại sự tương thích lại với sự thay đổi hệ số tương thích – thay đổi công suất thu.
◊Cuối cùng những tín hiêu mong muốn lớn hơn giá trị ngưỡng sẽ được đưa tơí bộ kết hợp tạo ra tín hiệu đầu ra có cường độ cực đại . Tại đây người ta sử dụng bộ thu RAKE – điều chỉnh thời gian trẽ tín hiệu , lợi dụng tính chất đa đường để nâng cao công su