rock_with_boa
New Member
Download miễn phí Đồ án Ứng dụng giàn anten thích ứng cho thông tin di động CDMA
Cấu trúc của giàn thích ứng cho hệthống DS-CDMA cũng tương tựnhư
hệthống anten giàn thích ứng thông thường. Tuy nhiên, việc sửdụng mẫu tới
hạn sẽlàm giảm độphức tạp cho việc tạo tín hiệu tham khảo trong quá trình xử
lý tín hiệu thu. Khi mẫu tới hạn được thừa nhận, bộlọc phân tích làm nhiệm vụ
chuyển đổi tín hiệu đầu vào từtín hiệu nối tiếp sang tín hiệu song song, và
chuyển đổi từmẫu tín hiệu nối tiếp sang dải mẫu tín hiệu song song. Các dải
mẫu tín hiệu này miền thời gian được chuyển đổi sang tín hiệu ởtrong miền tần
sốbằng phép biến đổi Fourier nhanh (FFT).
Trong quá trình xửlý tín hiệu thích ứng trong các dải nhỏ, một yêu cầu
cần thiết là cần chuyển đổi tín hiệu tham khảo vào miền tần sốnhưlà tín
hiệu thu được. Trong hệthống anten giàn thích ứng cho DS-CDMA, tín hiệu
tham khảo được tạo ra từmã phân bổngười dùng yêu cầu và dạng của tín hiệu
thu. Trước tiên, người ta sửdụng mã phân bổngười dùng chuyển đổi vào miền
tần sốbằng biến đổi Fourier nhanh. Mã phẩn bổtrong miền tần sốnày được sử
dụng đểtạo dạng tín hiệu. Kết quảcủa việc xửlý các mẫu tham khảo trong
miền tần sốsẽcho ra các dải tín hiệu tương ứng trong miền tần số.
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:
do sự phát triển của truyền dẫn vô tuyến yêucầu có một thiết bị thu phát cho phép dải truyền dẫn rộng để cải thiện hiệu năng
của hệ thống. Thực chất không có một loại anten nào có thể đáp ứng được yêu
cầu đó, người ta đã kết hợp giữa anten thông thường và các điều khiển để được
một hệ thống có khả năng cung cấp dải thu – phát rộng, giảm giá thành truyền
dẫn và tăng dung lượng của hệ thống, nhờ vào việc làm tăng khă năng liên kết
giữa hệ thống với thiết bị đặt ở môi trường ngoài.
Một hệ thống như trên được gọi là hệ thống anten thông minh mà ta vẫn
thường gọi là tắt là anten thông minh [8 /31].
Nguyên lý hoạt động của anten thông minh
Hệ thống anten thông minh là một hệ thống giàn anten gồm nhiều phần
tử kết hợp với bộ xử lý tín hiệu số (DSP : Digital Signal Proccessor) cho phép
thay đổi đồ thị bức xạ phát hay thu của hệ thống sao cho thích nghi với môi
trường tín hiệu trong tế bào di động.
Trong hình 2.1, khi người dùng ở xa BS đồ thị bức xạ có tầm phủ lớn và
ngược lại khi người dùng ở gần đồ thị bức xạ có tầm phủ sóng nhỏ.
Lúc đầu anten chỉ đơn giản là bức xạ và nhận năng lượng như nhau theo
mọi hướng. Để truyền tín hiệu đến thuê bao nó phát sóng đẳng hướng theo
phương ngang. Khi truyền tín hiệu như vậy thì nó không có ý thức nào về vùng
lân cận thuê bao, năng lượng tín hiệu truyền đi một cách phân tán, phần truyền
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II. Tổng quan về giàn anten thích ứng
Vũ Xuân Đại - Lớp D2001 VT 26
Hình 2.1 Sự thay đổi đồ thị bức xạ khi thuê bao di chuyển
Trong đó hình trên:
Màu ghi : Anten hình quạt 650 chuẩn,
Màu xanh : Búp sóng khi người dùng di chuyển gần BS.
Màu đỏ : Búp sóng khi người dùng di chuyển xa BS
Màu xám : Các hình quạt khác.
đến thuê bao chỉ là một lượng rất bé so với truyền ra môi trường xung quanh.
Do hạn chế này mà công suất tín hiệu phải lớn thì đầu thu mới nhận đủ một
năng lượng tín hiệu cần thiết (SNR tại nơi thu đủ lớn). Trong trường hợp có
nhiều thuê bao đồng kênh, khi nâng công suất truyền, phần năng lượng không
đến được thuê bao mong muốn lại trở thành nguồn nhiễu đồng kênh cho các
thuê bao khác.Ý tưởng của hệ thống anten thông minh là đồ thị bức xạ năng
lượng tại các tế bào không cố định nữa mà lại “linh hoạt” như hình 2.1. Hệ
thống anten thông minh chỉ tập trung năng lượng về phía thuê bao mong muốn
mà nó phục vụ. Mỗi thuê bao được phục vụ bởi một đồ thị bức xạ của riêng nó.
Chỉ có trạm gốc BS mới có khả năng tích hợp anten thông minh để thực hiện
truyền dẫn. Các thuê bao vẫn phát và nhận năng lượng một cách đẳng hướng.
Lý do vì kích thước của thuê bao quá nhỏ để tích hợp được một hệ thống anten
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II. Tổng quan về giàn anten thích ứng
Vũ Xuân Đại - Lớp D2001 VT 27
trong đó. Mỗi phần tử anten phải cách nhau khoảng λ/2 sóng cao tần, với hệ
thống GSM 800 Hz khoảng cách này vào khoảng 15cm.
Theo nguyên lý hoạt động đó, người ta đưa ra ba loại kiến trúc phân tử
cho hệ thống anten thích ứng như trong hình 2.2.
- Giàn đường thẳng: có kiến trúc đơn giản, hệ thống được dùng khi BS
chia thành nhiều vùng phủ sóng có kiến trúc hình quạt.
- Giàn hình tròn: các phân tử anten tạo với tâm hệ thống một góc
∆φ=2pi/N. Búp sóng chính của đồ thị bức xạ phủ toàn vùng ngang.
- Giàn hình chữ nhật và hình lập phương: cho phép điều khiển búp sóng
theo cả hai hướng ngang và dọc. Cấu trúc này rất thích hợp khi truyền
sóng trong môi trường phức tạp
Phân loại anten thông minh
Hệ thống anten thông minh có thể được chia thành hai loại: anten
chuyển búp SBA (Switched Beam Antenna), và anten giàn thích ứng AAA
(Adaptive Array Antenna).
Anten chuyển búp SBA
Hệ thống anten SBA định rõ một con số xác định trên đồ thị mà ở đó
định trước các hướng bức xạ. Hệ thống SBA được tạo bởi nhiều chấn tử định
x
y
∆x
a) Giàn đường thẳng
∆y
x
y
∆x
b) Giàn hình chữ nhật
Hình 2.2 Các loại cấu trúc anten thông minh
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II. Tổng quan về giàn anten thích ứng
Vũ Xuân Đại - Lớp D2001 VT 28
trước với độ nhạy cao theo một hướng xác định. Hệ thống anten này phát hiện
cường độ tín hiệu, chọn từ một trong những chấn tử cố định xác định mà nó có
khả năng phát và thu tốt nhất tín hiệu từ thuê bao gửi tới. Khi thuê bao di
chuyển cường độ tín mà BS nhận được do nó gửi về cũng thay đổi theo. BS
“cảm nhận” được điều này và chuyển từ chấn tử này đến chấn tử khác khi máy
di động di chuyển từ đầu đến cuối tế bào.
Hệ thống chuyển búp sóng (SB) kết hợp hướng bức xạ của nhiều anten
giống như làm mịn những chấn tử phân đoạn, để có nhiều sự lựa chọn không
gian hơn có thể đạt được sự đến gần các anten thành phần hơn. Để tạo được đồ
thị bức xạ theo hướng cố định xác định trước, hệ thống SB sẽ thực hiện như
sau:
* Khi thu (uplink): Hệ thống SBA kết nối các tín hiệu thu về theo một
quan hệ nào đó về pha và biên độ, điều này làm hệ thống anten thu năng lượng
tập trung tại hướng mong muốn.
* Khi phát (downlink): Hệ thống SBA truyền tín hiệu cần phát đến các
chấn tử anten với cùng một dải tần vô tuyến, nhưng các tín hiệu này được thiết
lập những quan hệ khác nhau về pha và biên độ. Bằng cách này đồ thị bức xạ
(phát hay thu) có búp hướng hẹp hơn nhiều so với việc chỉ dùng một anten.
Hơn nữa khi muốn thay đổi hướng thu hay phát nếu chỉ dùng một anten ta
phải thay đổi anten khác hay quay chính anten đó một cách cơ học. Trong khi
ở hệ thống SB dễ dàng thay đổi đồ thị bức xạ bằng cách thay đổi vectơ trọng số
nghĩa là thay đổi cách kết hợp các tín hiệu cao tần RF thu được từ các phần tử
anten khi thu hay thay đổi pha và biên độ các RF gửi đến các phần tử anten
khi phát đi.
* Cấu tạo: Anten SBA có cấu tạo khá đơn giản. Hệ thống SB có cấu trúc
giống với các anten thông thường, ngoài ra nó còn được trang bị thêm những bộ
phận mới để phát triển mở rộng hệ thống tế bào, người ta có thể bổ sung bằng
cách cộng thêm những địa chỉ thông minh cần thiết trong mạng sau khi đã tính
toán kỹ càng.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II. Tổng quan về giàn anten thích ứng
Vũ Xuân Đại - Lớp D2001 VT 29
Hình 2.3. Một mạng SB dùng một mạng tạo tia để tạo M tia từ
M phần tử anten [8 /94]
Hình 2.3 mô tả một hệ thống SB đơn giản bao gồm một bộ tạo tia, một
chuyển mạch RF và logic điều khiển để lựa chọn tia đặc biệt.
* Công dụng: Hệ thống SBA có thể nâng cao vùng phủ của trạm gốc hơn
từ 20% đến 200% so với hệ thống phân vùng tế bào cổ điển phụ thuộc vào hoàn
cảnh môi trường phần cứng và phần mềm được dùng. Vùng phủ sóng được
cộng thêm có thể tiết kiệm nguồn nhân lực, giá cơ sở hạ tầng thực tế và giá
trung bình cho người tiêu dùng sẽ thấp hơn.
2.1.1. Anten giàn thích ứng (AAA)
Trong hai loại anten thông minh nêu ở trên, anten chuyển búp có ưu
điểm là đơn giản, nhưng tính l...