Chương 2: Các đặc tính của kênh truyền vô tuyến

Chương 2: Các đặc tính của kênh truyền vô tuyến

Mô tả cơ bản về tài liệu:

Kênh truyền tín hiệu OFDM là môi trường truyền sóng giữa máy phát vàmáy thu. Trong kênh truyền vô tuyến lý tưởng, tín hiệu nhận được bên thu đượctruyền theo tầm nhìn thẳng. Tuy nhiên trong thực tế, kênh truyền tín hiệu vô tuyếnbị thay đổi. Việc nghiên cứu các đặc tính của kênh truyền là rất quan trọng vìchất lượng của hệ thống truyền vô tuyến là phụ thuộc vào các đặc điểm này....

Nội dung trích xuất từ tài liệu:

Chương 2: Các đặc tính của kênh truyền vô tuyếnChương 2 Các đặc tính của kênh truyền vô tuyến CHƯƠNG 2 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN2.1 Giới thiệu chương Kênh truyền tín hiệu OFDM là môi trường truyền sóng giữa máy phát vàmáy thu. Trong kênh truyền vô tuyến lý tưởng, tín hiệu nhận được bên thu đượctruyền theo tầm nhìn thẳng. Tuy nhiên trong thực tế, kênh truyền tín hiệu vô tuyếnbị thay đổi. Việc nghiên cứu các đặc tính của kênh truyền là rất quan trọng vìchất lượng của hệ thống truyền vô tuyến là phụ thuộc vào các đặc điểm này.2.2 Đặc tính kênh truyền vô tuyến trong hệ thống OFDM2.2.1 Sự suy giảm tín hiệu (Attenuation) Sự suy giảm tín hiệu là sự suy hao mức công suất tín hiệu trong quá trìnhtruyền từ điểm này đến điểm khác. Điều này có thể là do đường truyền dài, docác tòa nhà cao tầng và hiệu ứng đa đường. Hình 2.1 cho thấy một số nguyên nhânlàm suy giảm tín hiệu. Bất kì một vật cản nào trên đường truyền đều có thể làmsuy giảm tín hiệu. Hình 2.1 Ảnh hưởng của môi trường vô tuyến 25Chương 2 Các đặc tính của kênh truyền vô tuyến2.2.2 Hiệu ứng đa đường • Rayleigh fading Trong đường truyền vô tuyến, tín hiệu RF từ máy phát có thể bị phản xạ từcác vật cản như đồi, nhà cửa, xe cộ…sinh ra nhiều đường tín hiệu đến máy thu(hiệu ứng đa đường) dẫn đến lệch pha giữa các tín hiệu đến máy thu làm cho biênđộ tín hiệu thu bị suy giảm. Hình 2.2 chỉ ra một số trường hợp mà tín hiệu đađường có thể xảy ra. Đường phản xạ Phát Đường đi Thu thẳng Hình 2.2 Tín hiệu đa đường Mối quan hệ về pha giữa các tín hiệu phản xạ có thể là nguyên nhân gây ranhiễu có cấu trúc hay không có cấu trúc. Điều này được tính trên các khoảng cáchrất ngắn (thông thường là một nửa khoảng cách sóng mang), vì vậy ở đây gọi làfading nhanh. Mức thay đổi của tín hiệu có thể thay đổi trong khoảng từ 10-30dBtrên một khoảng cách ngắn. Hình 2.3 mô tả các mức suy giảm khác nhau có thểxảy ra do fading. 26Chương 2 Các đặc tính của kênh truyền vô tuyến Mức tín hiệu (dB) Khoảng cách di chuyển Phân bố Rayleigh được sử dụng để mô tả thời gian thống kê của công suất Hình 2.3 Fading Rayleigh khi thiết bị di động di chuyển (ở tần số 900MHz)tín hiệu thu. Nó mô tả xác suất của mức tín hiệu thu được do fading. Bảng 2.1 chỉra xác suất của mức tín hiệu đối với phân bố Rayleigh. Bảng 2.1 Sự phân bố lũy tích đối với phân bố Rayleigh Mức tín hiệu (dB) Xác suất của mức tín hiệu nhỏ hơn giá trị cho phép (%) 10 99 0 50 -10 5 -200.5 -300.05 • Fading lựa chọn tần số Trong bất kỳ đường truyền vô tuyến nào, đáp ứng phổ không bằng phẳngdo có sóng phản xạ đến đầu vào máy thu. Sự phản xạ có thể dẫn đến tín hiệu đađường của công suất tín hiệu tương tự như tín hiệu trực tiếp gây suy giảm công 27Chương 2 Các đặc tính của kênh truyền vô tuyếnsuất tín hiệu thu do nhiễu.Toàn bộ tín hiệu có thể bị mất trên đường truyền bănghẹp nếu không có đáp ứng tần số xảy ra trên kênh truyền.Có thể khắc phục bằnghai cách : - Truyền tín hiệu băng rộng hoặc sử dụng phương pháp trải phổ như CDMA nhằm giảm bớt suy hao. - Phân toàn bộ băng tần thành nhiều kênh băng hẹp, mỗi kênh có một sóng mang, mỗi sóng mang này trực giao với các sóng mang khác (tín hiệu OFDM). Tín hiệu ban đầu được trải trên băng thông rộng, không có phổ xảy ra tại tất cả tần số sóng mang. Kết quả là chỉ có một vài tần số sóng mang bị mất. Thông tin trong các sóng mang bị mất có thể khôi phục bằng cách sử dụng các kỹ thuật sửa lỗi thuận FEC . • Trải trễ (Delay Spread) Tín hiệu vô tuyến thu được từ máy phát bao gồm tín hiệu trực tiếp và tínhiệu phản xạ từ các vật cản như các tòa nhà, đồi núi…Tín hiệu phản xạ đến máythu chậm hơn so với tín hiệu trực tiếp do chiều dài truyền lớn hơn. Trải trễ là thờigian trễ giữa tín hiệu đi thằng và tín hiệu phản xạ cuối cùng đến đầu vào máy thu. Trong hệ thống số, trải trễ có thể dẫn đến nhiễu liên ký tự ISI. Điều nàydo tín hiệu đa đường bị trễ chồng lấn với ký hiệu theo sau, và nó có thể gây ra lỗinghiêm trọng ở các hệ thống tốc độ bit cao, đặc biệt là khi sử dụng ghép kênhphân chia theo thời gian TDMA Tín hi ...