Đang tải... (xem toàn văn)
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 nayCHƯƠNG 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 bảnCHƯƠNG 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.
LỜI CẢM ƠN LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô khoa ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG, Trường Đại Học BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG truyền đạt kiến thức tâm huyết suốt năm qua cho em bạn, khổ nhọc thầy cô giúp chúng em có kiến thức trang bị tốt để làm người có ích cho xã hội đất nước Em xin chân thành cảm ơn thầy TĂNG TẤN CHIẾN tận tình hướng dẫn tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành đồ án Trong trình thực đồ án, em nhiều thiếu sót mắc lỗi, kính mong quý thầy cô bảo thêm Đà Nẵng, ngày 27 tháng 12 năm 2013 Sinh viên thực Võ Trần Quốc Đại Trang LỜI CAM ĐOAN LỜI CAM ĐOAN Đề tài tốt nghiệp “GIẢI PHÁP PHÂN TẬP ANTEN TRONG VIỆC CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN DI ĐỘNG” nghiên cứu tổng hợp rút từ tài liệu tham khảo nội dung đồ án chép đồ án công trình có từ, thông tin tài liệu tham khảo có độ tin cậy cao chọn lọc kỹ Em xin cam đoan trước Đà Nẵng, ngày 27 tháng 12 năm 2013 Sinh viên thực Võ Trần Quốc Đại Trang MỤC LỤC MỤC LỤC Trang BẢNG TRA CỨU TỪ VIẾT TẮT 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 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 FSK Frequency Shift Keying số Khoá điều chế dịch tần Trang BẢNG TRA CỨU TỪ VIẾT TẮT G 3G 3rd Generation Mobile Công nghệ truyền thông hệ 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 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 Trang BẢNG TRA CỨU TỪ VIẾT TẮT S SC Selection Combining Kết hợp có chọn lọc SISO Single Input Single Output Một đầu vào – đầu SNR Signal-to-Noise Ratio Tỉ số tín hiệu tạp T TDMA Time Access Division Multiple Đa truy cập phân chia theo thời gian Trang LỜI MỞ ĐẦU LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển xã hội thông tin, nhu cầu thông tin lúc nơi ngày trở nên cần thiết Từ nhu cầu đơn giản thông tin thoại hay điện báo ban đầu,đến nhu cầu truy cập trao đổi nguồn thông tin đa phương tiện, hình ảnh video chất lượng cao ngày trở nên thiết Bên cạnh nhu cầu tốc độ truy cập, tính di động cho phép truy cập lúc, nơi yêu cầu thiếu Các hệ thống thông tin di động hệ thứ 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 liệu với tốc độ lên tới 14.4 Mbps Tuy nhiên, dịch vụ truyền hình trực tuyến tốc độ cao, nhu cầu truy cập tốc độ hàng trăm Mbps, chí lên tới Gbps, thách thức đòi hỏi phải có đầu tư nghiên cứu nhiều Một số kỹ thuật giúp cải thiện đáng kể chất lượng dung lượng hệ thống kỹ thuật xử lý phân tập ăn ten Kỹ thuật cho phép sử dụng tối đa hiệu phổ tần cho hệ thống thông tin vô tuyến nói chung hệ thống thông tin di động nói riêng Nhờ sử dụng nhiều phần tử ăn ten, kỹ thuật cho phép tối ưu hoá trình thu phát tín hiệu cách xử lý theo miền không gian máy thu phát Việc nghiên cứu phát triển kỹ thuật để tiến tới có sản phẩm hữu dụng có tiêu chất lượng cao, đồng thời phù hợp với khả xử lý, tính toán thiết bị có ứng dụng vào hệ thống thông tin di động cách hiệu thực vấn đề cấp thiết Việc thực tốt nghiên cứu mang lại hiệu to lớn dung lượng thực hoá khả truyền liệu tốc độ cao cho hệ thống thông tin di động GSM hay CDMA hệ thống thông tin di động hệ Xuất phát từ ý tưởng nên em định chọn đề tài: “ GIẢI PHÁP PHÂN TẬP ANTEN TRONG VIỆC CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN DI ĐỘNG “ Trang 10 LỜI MỞ ĐẦU Nội dung trọng tâm đồ án nghiên cứu, khảo sát phương pháp phân tập ăn ten sử dụng rộng rãi nay, qua đánh giá ưu nhược điểm, tính hiệu quả, khả ứng dụng mở rộng phương pháp phân tập ăn ten hệ thống thông tin di động Phương pháp nghiên cứu xuyên suốt đồ án phân tích, mô để thấy tính hiệu phương pháp phân tập việc cải thiện chất lượng tuyến thông tin (di động) Đồ án xây dựng thuật toán - chương trình mô để thấy cải thiện hiệu suất, giảm lỗi áp dụng phương pháp phân tập Ăn ten Nội dung đồ án gồm có chương: CHƯƠNG : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG Chương trình bày tổng quan trình hình thành phát triển thông tin di động thách thức CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN Chương trình bày yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng kênh vô tuyến mô hình kênh CHƯƠNG : KỸ THUẬT PHÂN TẬP ANTEN Chương trình bày khái quát kỹ thuật phân tập, sau sâu vào phân tích kỹ thuật phân tập không gian (hay phân tập anten) CHƯƠNG : PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC KỸ THUẬT PHÂN TẬP Chương trình bày sơ đồ tiến trình mô kết mô phương pháp phân tập anten Sau so sánh kết thu được, từ rút kết luận Trang 11 LỜI MỞ ĐẦU Trong trình làm đề tài, em cố gắng song kiến thức hạn chế nên tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận phê bình, hướng dẫn giúp đỡ thầy cô, bạn bè Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa ĐIỆN TỬ - VIỂN THÔNG, đặc biệt thầy TĂNG TẤN CHIẾN hướng dẫn để em hoàn thành tốt đồ án Đà Nẵng, ngày 27 tháng 12 năm 2013 Sinh viên thực Võ Trần Quốc Đại Trang 12 CHƯƠNG : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Giới thiệu chương Chương trình bày vấn đề sau: • • • Quá trình phát triển hệ thống thông tin di động Giới thiệu công nghệ LTE Vấn đề nghiên cứu đồ án 1.2 Quá trình phát triển hệ thống thông tin di động Để công nghệ viễn thông cạnh tranh,bắt kịp với công nghệ, cần đảm bảo công nghệ di động xây dựng phát triển Lịch sử hệ thống thông tin di động dành cho thương mại qua giai đoạn 1G, 2G,3G hệ thống 4G kiểm định Hình1.1 Sơ đồ trình phát triển mạng di động Các hệ thống 1G đảm bảo truyền dẫn tương tự dựa FDM với kết nối mạng lõi dựa TDM Hệ thống truyền dẫn di động giới hệ thống NMT tương tự (Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu), giới thiệu quốc gia Bắc Âu năm 1981 thời điểm với AMPS tương tự (Hệ thống di động tiên tiến) sử dụng Trang 13 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI • Thứ nhất, tín hiệu phát từ nhiều anten trộn với mặt không gian trước tới thu, hệ thống yêu cầu bổ sung thêm số xử lý tín hiệu phía thu phía phát để tách tín hiệu thu lợi dụng phân tập • Thứ hai, phía thu thường ước lượng kênh Pha-đinh phía phát không giống phía thu, thông tin tức thời kênh thông tin phản hồi từ phía thu tới phía phát Tuy nhiên, phân tập phát có khả làm tăng đáng kể dung lượng chất lượng kênh Đối với phân tập phát, dễ dàng lắp đặt nhiều anten phát trạm thu phát dễ dàng sử dụng nguồn cho nhiều anten phát Phân tập phát làm giảm yêu cầu nguồn xử lý thu kết cấu trúc hệ thống đơn giản hơn, tiêu thụ nguồn thấp chi phí thấp Hơn nữa, phân tập phát kết hợp với phân tập thu để tăng chất lượng hệ thống * Hướng phát triển đề tài: Kỹ thuật phân tập không gian hay phân tập anten quan tâm ứng dụng vào hệ thống MIMO nhờ khả khai thác hiệu thành phần không gian nâng cao chất lượng dung lượng hệ thống, giảm ảnh hưởng Pha-đinh, đồng thời tránh hao phí băng thông tần số – yếu tố quan tâm hoàn cảnh tài nguyên tần số ngày khan Đặc biệt, việc ứng dụng mô hình phân tập anten vào hệ thống MIMO-OFDM hoàn toàn phù hợp Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp bậc Đại học, kiến thức kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa có, đồ án em mang tính chất tìm hiểu tổng quan, chưa sâu vào nghiên cứu ứng dụng cụ thể Trang 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS.Nguyễn Lê Hùng , “Giáo Trình Thông Tin Di Động” Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng – 2010 [2] TS.Phan Hồng Phương , KS.Lâm Chí Thương “Kỹ Thuật Phân Tập Anten Trong Cải Thiện Dung Lượng Hệ Thống MIMO” [3] Nguyễn Quang Hưng, “Xử Lí Anten Mảng Trong Thông Tin Vô Tuyến Di Động ”, Hà Nội 2006 [4] Andrea Goldsmith, “Wireless Communications”, Stanford University [5] G Montalbano, “Array Processing for Wireless Communications”, Doctoral thesis, 1998 [6] John R Barry, Edward A Lee, David G Messerschmitt, “Digital Communication: Third Edition” [7] P Pelin, “Space-time Algorithms for Mobile Communications”, Ph.D Dessertation, Chalmers University of Technology, Sweden, 1999 [8] Prof Raviraj Adve, “Receive diversity”, University of Toronto http//vi.wikipedia.org www.ieee.org www.3gpp.org Trang80 PHẦN PHỤ LỤC PHẦN PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG function varargout = DoAn(varargin) % DoAn M-file for DoAn.fig % DoAn, by itself, creates a new DoAn or raises the existing % singleton* % % H = DoAn returns the handle to a new DoAn or the handle to % the existing singleton* % % DoAn('CALLBACK',hObject,eventData,handles, ) calls the local % function named CALLBACK in DoAn.M with the given input arguments % % DoAn('Property','Value', ) creates a new DoAn or raises the % existing singleton* Starting from the left, property value pairs are % applied to the GUI before DoAn_OpeningFcn gets called An % unrecognized property name or invalid value makes property application % stop All inputs are passed to DoAn_OpeningFcn via varargin % % *See GUI Options on GUIDE's Tools menu Choose "GUI allows only one % instance to run (singleton)" % % See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES % Edit the above text to modify the response to help DoAn % Begin initialization code - DO NOT EDIT gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, 'gui_Singleton', gui_Singleton, 'gui_OpeningFcn', @DoAn_OpeningFcn, 'gui_OutputFcn', @DoAn_OutputFcn, 'gui_LayoutFcn', [] , 'gui_Callback', []); if nargin && ischar(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end % End initialization code - DO NOT EDIT % - Executes just before DoAn is made visible function DoAn_OpeningFcn(hObject, eventData, handles, varargin) % This function has no output args, see OutputFcn % hObject handle to figure % eventData reserved - to be defined in a future version of MATLAB Trang81 PHẦN PHỤ LỤC % handles % varargin structure with handles and user data (see GUIDATA) command line arguments to DoAn (see VARARGIN) % Choose default command line output for DoAn handles.output = hObject; % Update handles structure guidata(hObject, handles); % UIWAIT makes DoAn wait for user response (see UIRESUME) % uiwait(handles.figure1); % - Outputs from this function are returned to the command line function varargout = DoAn_OutputFcn(hObject, eventData, handles) % varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT); % hObject handle to figure % eventData reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Get default command line output from handles structure varargout{1} = handles.output; % - Executes on button press in button1 function button1_Callback(hObject, eventData, handles) % hObject handle to button1 (see GCBO) % eventData reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) if get(handles.SC,'value')==1 N=str2num(get(handles.edit1,'String')); nRx=str2num(get(handles.edit2,'String')); a = nRx; ip = rand(1,N)>0.5; % tao chuoi tin hieu s = 2*ip-1; % tao tin hieu BPSK {+1, -1} nRx = [1:nRx]; Eb_N0_dB = [25]; if(N>10^5)|(N0.5; s = 2*ip-1; nRx = [1:nRx]; Eb_N0_dB = [25]; if(N>10^5)|(N0.5; s = 2*ip-1; nRx = [1:nRx]; Eb_N0_dB = [25]; if(N>10^5)|(N0.5; s = 2*ip-1; nRx = [1:nRx]; Eb_N0_dB = [25]; if(N>10^5)|(N0.5; s = 2*ip-1; nRx = [1 2]; Eb_N0_dB = [0:35]; Trang87 PHẦN PHỤ LỤC for jj = 1:length(nRx) for ii = 1:length(Eb_N0_dB) n = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)]; h = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)]; sD = kron(ones(nRx(jj),1),s); y = h.*sD + 10^(-Eb_N0_dB(ii)/20)*n; hPower = h.*conj(h); [hMaxVal ind] = max(hPower,[],1); hMaxValMat = kron(ones(nRx(jj),1),hMaxVal); ySel = y(hPower==hMaxValMat); hSel = h(hPower==hMaxValMat); yHat = ySel./hSel; yHat = reshape(yHat,1,N); % tach tin hieu ipHat = real(yHat)>0; % dem loi nErr(jj,ii) = size(find([ip- ipHat]),2); end end simBer = nErr/N; EbN0Lin = 10.^(Eb_N0_dB/10); theoryBer_nRx1 = 0.5.*(1-1*(1+1./EbN0Lin).^(-0.5)); theoryBer_nRx2 = 0.5.*(1-2*(1+1./EbN0Lin).^(-0.5) + (1+2./EbN0Lin).^(-0.5)); figure semilogy(Eb_N0_dB,theoryBer_nRx1,'bp-','LineWidth',2); hold on semilogy(Eb_N0_dB,simBer(1,:),'go-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,theoryBer_nRx2,'rd-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,simBer(2,:),'ks-','LineWidth',2); axis([0 35 10^-5 0.5]) grid on legend('Nr=1 (ly thuyet)', 'Nr=1 (mo phong)', 'Nr=2 (ly thuyet)', 'Nr=2 (mo phong)'); xlabel('Eb/No, dB','Fontsize',13); ylabel('Bit Error Rate','Fontsize',13); title('BER voi Selection Combining'); elseif get(handles.MRC_BER,'value')==1 N = 10^5; ip = rand(1,N)>0.5; s = 2*ip-1; nRx = [1 2]; Eb_N0_dB = [0:35]; for jj = 1:length(nRx) for ii = 1:length(Eb_N0_dB) Trang88 PHẦN PHỤ LỤC n = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)]; h = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)]; sD = kron(ones(nRx(jj),1),s); y = h.*sD + 10^(-Eb_N0_dB(ii)/20)*n; yHat = sum(conj(h).*y,1)./sum(h.*conj(h),1); % tach tin hieu ipHat = real(yHat)>0; % tinh loi nErr(jj,ii) = size(find([ip- ipHat]),2); end end simBer = nErr/N; EbN0Lin = 10.^(Eb_N0_dB/10); theoryBer_nRx1 = 0.5.*(1-1*(1+1./EbN0Lin).^(-0.5)); p = 1/2 - 1/2*(1+1./EbN0Lin).^(-1/2); theoryBer_nRx2 = p.^2.*(1+2*(1-p)); figure semilogy(Eb_N0_dB,theoryBer_nRx1,'bp-','LineWidth',2); hold on semilogy(Eb_N0_dB,simBer(1,:),'go-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,theoryBer_nRx2,'rd-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,simBer(2,:),'ks-','LineWidth',2); axis([0 35 10^-5 0.5]) grid on legend('Nr=1 (ly thuyet)', 'Nr=1 (mo phong)', 'Nr=2 (ly thuyet)', 'Nr=2 (mo phong)'); xlabel('Eb/No, dB','Fontsize',13); ylabel('Bit Error Rate','Fontsize',13); title('BER voi Maximal Ratio Combining'); elseif get(handles.EGC_BER,'value')==1 clear N = 10^5; ip = rand(1,N)>0.5; s = 2*ip-1; nRx = [1 2]; Eb_N0_dB = [0:35]; for jj = 1:length(nRx) for ii = 1:length(Eb_N0_dB) n = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)]; h = 1/sqrt(2)*[randn(nRx(jj),N) + j*randn(nRx(jj),N)]; sD = kron(ones(nRx(jj),1),s); y = h.*sD + 10^(-Eb_N0_dB(ii)/20)*n; yHat = y.*exp(-j*angle(h)); yHat = sum(yHat,1); ipHat = real(yHat)>0; Trang89 PHẦN PHỤ LỤC nErr(jj,ii) = size(find([ip- ipHat]),2); end end simBer = nErr/N; EbN0Lin = 10.^(Eb_N0_dB/10); theoryBer_nRx1 = 0.5.*(1-1*(1+1./EbN0Lin).^(-0.5)); theoryBer_nRx2 = 0.5*(1 - sqrt(EbN0Lin.*(EbN0Lin+2))./(EbN0Lin+1) ); figure semilogy(Eb_N0_dB,theoryBer_nRx1,'bp-','LineWidth',2); hold on semilogy(Eb_N0_dB,simBer(1,:),'go-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,theoryBer_nRx2,'rd-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,simBer(2,:),'ks-','LineWidth',2); axis([0 35 10^-5 0.5]) grid on legend('Nr=1 (ly thuyet)', 'Nr=1 (mo phong)', 'Nr=2 (ly thuyet)', 'Nr=2 (mo phong)'); xlabel('Eb/No, dB','Fontsize',13); ylabel('Bit Error Rate','Fontsize',13); title('BER voi Equal Gain Combining'); elseif get(handles.ALAMOUTI,'value')==1 clear N = 10^5; Eb_N0_dB = [0:25]; for ii = 1:length(Eb_N0_dB) ip = rand(1,N)>0.5; s = 2*ip-1; sCode = zeros(2,N); sCode(:,1:2:end) = (1/sqrt(2))*reshape(s,2,N/2); sCode(:,2:2:end) = (1/sqrt(2))*(kron(ones(1,N/2),[1;1]).*flipud(reshape(conj(s),2,N/2))); % [-x2* x1* ] h = 1/sqrt(2)*[randn(1,N) + j*randn(1,N)]; hMod = kron(reshape(h,2,N/2),ones(1,2)); n = 1/sqrt(2)*[randn(1,N) + j*randn(1,N)]; y = sum(hMod.*sCode,1) + 10^(-Eb_N0_dB(ii)/20)*n; yMod = kron(reshape(y,2,N/2),ones(1,2)); yMod(2,:) = conj(yMod(2,:)); hEq = zeros(2,N); hEq(:,[1:2:end]) = reshape(h,2,N/2); hEq(:,[2:2:end]) = kron(ones(1,N/2),[1;-1]).*flipud(reshape(h,2,N/2)); hEq(1,:) = conj(hEq(1,:)); hEqPower = sum(hEq.*conj(hEq),1); Trang90 PHẦN PHỤ LỤC yHat = sum(hEq.*yMod,1)./hEqPower; yHat(2:2:end) = conj(yHat(2:2:end)); ipHat = real(yHat)>0; nErr(ii) = size(find([ip- ipHat]),2); end simBer = nErr/N; EbN0Lin = 10.^(Eb_N0_dB/10); theoryBer_nRx1 = 0.5.*(1-1*(1+1./EbN0Lin).^(-0.5)); p = 1/2 - 1/2*(1+1./EbN0Lin).^(-1/2); theoryBerMRC_nRx2 = p.^2.*(1+2*(1-p)); pAlamouti = 1/2 - 1/2*(1+2./EbN0Lin).^(-1/2); theoryBerAlamouti_nTx2_nRx1 = pAlamouti.^2.*(1+2*(1-pAlamouti)); figure semilogy(Eb_N0_dB,theoryBer_nRx1,'bp-','LineWidth',2); hold on semilogy(Eb_N0_dB,theoryBerMRC_nRx2,'kd-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,theoryBerAlamouti_nTx2_nRx1,'-og','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,simBer,'-*r','LineWidth',2); axis([0 25 10^-5 0.5]) grid on legend('ly thuyet (Nt=1,Nr=1)', 'ly thuyet (Nt=1,Nr=2, MRC)', 'ly thuyet (Nt=2,Nr=1, Alamouti)', 'mo phong (Nt=2,Nr=1, Alamouti)'); xlabel('Eb/No, dB','Fontsize',13); ylabel('Bit Error Rate','Fontsize',13); title('BER phan tap Alamouti STBC'); elseif get(handles.comp2,'value')==1 clear N = 10^5; Eb_N0_dB = [0:25]; for ii = 1:length(Eb_N0_dB) ip = rand(1,N)>0.5; s = 2*ip-1; sCode = zeros(2,N); sCode(:,1:2:end) = (1/sqrt(2))*reshape(s,2,N/2); sCode(:,2:2:end) = (1/sqrt(2))*(kron(ones(1,N/2),[1;1]).*flipud(reshape(conj(s),2,N/2))); % [-x2* x1* ] h = 1/sqrt(2)*[randn(1,N) + j*randn(1,N)]; hMod = kron(reshape(h,2,N/2),ones(1,2)); n = 1/sqrt(2)*[randn(1,N) + j*randn(1,N)]; y = sum(hMod.*sCode,1) + 10^(-Eb_N0_dB(ii)/20)*n; yMod = kron(reshape(y,2,N/2),ones(1,2)); Trang91 PHẦN PHỤ LỤC yMod(2,:) = conj(yMod(2,:)); hEq = zeros(2,N); hEq(:,[1:2:end]) = reshape(h,2,N/2); hEq(:,[2:2:end]) = kron(ones(1,N/2),[1;-1]).*flipud(reshape(h,2,N/2)); hEq(1,:) = conj(hEq(1,:)); hEqPower = sum(hEq.*conj(hEq),1); yHat = sum(hEq.*yMod,1)./hEqPower; yHat(2:2:end) = conj(yHat(2:2:end)); ipHat = real(yHat)>0; nErr(ii) = size(find([ip- ipHat]),2); end simBer = nErr/N; EbN0Lin = 10.^(Eb_N0_dB/10); theoryBer_nRx1 = 0.5.*(1-1*(1+1./EbN0Lin).^(-0.5)); p = 1/2 - 1/2*(1+1./EbN0Lin).^(-1/2); theoryBerMRC_nRx2 = p.^2.*(1+2*(1-p)); theoryBerSC_nRx2 = 0.5.*(1-2*(1+1./EbN0Lin).^(-0.5) + (1+2./EbN0Lin).^(-0.5)); theoryBerEGC_nRx2 = 0.5*(1 - sqrt(EbN0Lin.*(EbN0Lin+2))./(EbN0Lin+1) ); pAlamouti = 1/2 - 1/2*(1+2./EbN0Lin).^(-1/2); theoryBerAlamouti_nTx2_nRx1 = pAlamouti.^2.*(1+2*(1-pAlamouti)); figure semilogy(Eb_N0_dB,theoryBer_nRx1,'bp-','LineWidth',2); hold on semilogy(Eb_N0_dB,theoryBerMRC_nRx2,'kd-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,theoryBerSC_nRx2,'cd-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,theoryBerEGC_nRx2,'md-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,theoryBerAlamouti_nTx2_nRx1,'-og','LineWidth',2); axis([0 25 10^-5 0.5]) grid on legend('(Nt=1,Nr=1)', 'MRC (Nt=1,Nr=2)', 'SC (Nt=1,Nr=2)', 'EGC (Nt=1,Nr=2)', 'Alamouti (Nt=2,Nr=1)'); xlabel('Eb/No, dB','Fontsize',13); ylabel('Bit Error Rate','Fontsize',13); title('So sanh Ber cac ky thuat phan tap'); end % - Executes during object creation, after setting all properties function SC_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to SC (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles empty - handles not created until after all CreateFcns called Trang92 PHẦN PHỤ LỤC Trang93 [...]... của Fading và do đó tăng độ tin cậy của việc phát tín hiệu Một số phương pháp Trang 36 CHƯƠNG 3 : KỸ THUẬT PHÂN TẬP phân tập được sử dụng để có được chất lượng như mong muốn tương ứng với phạm vi phân tập được giới thiệu, các kỹ thuật phân tập được phân lớp thành phân tập thời gian, tần số và phân tập không gian Phân tập không gian là một kỹ thuật phổ biến trong thông tin vô tuyến sóng ngắn Phân tập. .. kỹ thuật phân tập: Phân tập không gian (Space Diversity) Phân tập tần số (Frequency Diversity) Phân tập thời gian (Time Diversity) Phân tập phân cực (Polarization Diversity) - Theo cách thức triển khai: Phân tập phát (Receiver Diversity) Phân tập thu (Transmitter Diversity) Trang 37 CHƯƠNG 3 : KỸ THUẬT PHÂN TẬP 3.4 Ứng dụng của phân tập Kỹ thuật phân tập là một trong những phương pháp được dùng để hạn... hưởng của Fading Trong hệ thống thông tin di động, kỹ thuật phân tập được sử dụng để hạn chế ảnh hưởng của Fading đa đường, tăng độ tin cậy của việc truyền tin mà không phải gia tăng công suất phát hay băng thông 3.5 Các phương pháp phân tập Anten 3.5.1 Phân tập thu (Receiver Diversity) Kỹ thuật phân tập anten được sử dụng phổ biến nhất trong lịch sử và ít phức tạp nhất là kỹ thuật đa anten thu Nó... 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 Nguồn tin Kênh tin Nhận tin Hình 2.1: Sơ đồ khối chức năng hệ thống truyền tin 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... làm giảm ảnh hưởng của fading đa đường trong hệ thống Trang 17 CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 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... 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 Trang 18 CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN Chương 2: TỔNG QUAN VỀ KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN 2.1 Giới thiệu chương Các phương tiện thông tin nói chung được chia thành hai phương pháp thông tin cơ bản, đó là thông. .. 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. .. 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... quan Trong phân tập không gian, các bản sao của các tín hiệu phát được sử dụng để đưa tới các bộ thu ở dạng dự trữ trong miền không gian, không giống như trong phân tập thời gian và phân tập tần số, phân tập không gian không gây ra bất kỳ sự suy giảm hiệu quả băng thông Đặc điểm này rất hấp dẫn đối với thông tin vô tuyến tốc độ dữ liệu cao trong tương lai 3.3 Phân loại phân tập - Theo kỹ thuật phân tập: ... (Channel) , k Tín hiệu đích (Destination) Giải mã hoá nguồn (Source decoding) Giải mã hoá kênh (Channel decoding) Giải điều chế (Demodulation) 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