Chương 3: Đặc điểm của kênh truyền trong thông tin di động

Trong thông tin di động tín hiệu từ nguồn phát đến máy thu với nhiều con đường khác nhau (user di động) tín hiệu fading nhiều tia. Tín hiệu thu được bị ảnh hưởng:
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 3: Đặc điểm của kênh truyền trong thông tin di động Telecommunications Program Chương 3. Đặc điểm của kênh truyền trong thông tin di động • Sóng điện từ truyền trong môi trường vô tuyến với các hiện tượng - Phản xạ (reflection) - Khúc xạ (refraction) - Nhiễu xạ (difraction) - Tán xạ (scattering) Trong thông tin di động tín hiệu từ nguồn phát đến máy thu với nhiều con đường khác nhau (user di động) tín hiệu fading nhiều tia. Tín hiệu thu được bị ảnh hưởng: suy hao, méo biên độ và méo tần số 1 Telecommunications Program Chương 3: Đặc điểm của kênh truyền trong thông tin di động • Hầu hết các hệ thống di động hoạt động ở khu vực đô thị nên không có đường truyền trực tiếp từ máy phát đến máy thu và tại những nơi có các cao ốc gây ra suy hao do nhiễu xạ rất lớn. Do có nhiều hiện tượng phản xạ từ nhiều vị trí nên sóng điện từ đến máy thu từ nhiều đường có chiều dài khác nhau gây ra giao thoa lẫn nhau gọi là fading đa đường và làm giảm cường độ sóng • Các mô hình truyền sóng thường tập trung vào việc ước tính mức tín hiệu thu trung bình với cự ly tính từ máy phát cũng như sự thay đổi cường độ tín hiệu trong không gian gần vị trí đang xét • Việc tính cường độ trung bình của tín hiệu nhằm xác định vùng phủ sóng của máy phát được gọi là mô hình diện rộng (large scale) với khoảng cách từ vài trăm đến vài ngàn mét • Mặt khác mô hình truyền sóng được đặc trưng bởi sự thay đổi rất nhanh của cường độ tín hiệu trong khoảng cách ngắn hoặc trong 2 thời gian ngắn được gọi là mô hình diện hẹp hay mô hình fading Telecommunications Program Chương 3: Đặc điểm của kênh truyền trong thông tin di động 3 Telecommunications Program Chương 3: Đặc điểm của kênh truyền trong thông tin di động I. Ba cơ chế truyền sóng cơ bản:  Phản xạ, nhiễu xạ và tán xạ là ba cơ chế truyền sóng cơ bản gắn liền với quá trình truyền sóng trong thông tin di động  Hiện tượng phản xạ xãy ra khi sóng điện từ lan truyền va chạm với vật thể có kích thước lớn hơn nhiều so với bước sóng lan truyền chẳng hạn như mặt đất, các tòa nhà hay các bức tường  Hiện tượng nhiễu xạ xãy ra khi đường truyền vô tuyến giữa máy phát và thu bị che bởi các bề mặt có cạnh và làm phát xạ sóng thứ cấp khi đó không còn đường truyền line of sight. Ở tần số cao hiện tượng nhiễu xạ giống như phản xạ nhưng phụ thuộc vào hình dạng vật thể che cũng như góc tới, biên độ, pha và cực tính của sóng đến tại điểm nhiễu xạ  Hiện tượng tán xạ xãy ra trong môi trường truyền mà sóng đi qua có vật thể có kích thước nhỏ so với bước sóng và số vật thể trong 4 một đợn vị thể tích là lớn Telecommunications Program Chương 3: Đặc điểm của kênh truyền trong thông tin di động 1. Hiện tượng phản xạ: Xét mô hình phản xạ mặt đất như sau Cường độ điện trường ETOT tại antenna thu được xác định như sau 2 E0 d 0 2 hT hR ETOT  v / m   5 d d Telecommunications Program Chương 3: Đặc điểm của kênh truyền trong thông tin di động 1. Hiện tượng phản xạ: E0 là điện trường trong không gian tự do tại điểm cách antenna phát là d0  Ta cũng xác định công suất thu và suy hao đường truyền 2 2 hT hR PR  PT GT GR 4 d PL  dB   40 log d  GT  dB   GR  dB   20 log hT  20 log hR 6 Telecommunications Program Chương 3: Đặc điểm của kênh truyền trong thông tin di động 2. Hiện tượng nhiễu xạ:  Hiện tượng nhiễu xạ được giải thích dựa theo nguyên lý Huygen  Hiện tượng nhiễu xạ được sinh ra do quá trình lan truyền của sóng thứ cấp trong vùng bị che chắn  Xét mô hình với giả định h >  7 Telecommunications Program Chương 3: Đặc điểm của kênh truyền trong thông tin di động 2. Hiện tượng nhiễu xạ:  Khoảng cách giữa đường trực xạ và đường nhiễu xạ được gọi là khoảng vượt  h 2 d1  d 2  2 d1d 2  Sai biệt pha 2 2 h 2 d1  d 2  2    v   2 d1d 2 2  v là tham số nhiễu xạ Fresnel-Kirchoff 2  d1  d 2  vh  d1d 2 8 Telecommunications Program Chương 3: Đặc điểm của kênh truyền trong thông tin di động 2. Hiện tượng nhiễu xạ:  Suy hao do nhiễu xạ knife-edge là hàm của v có thể được xác định theo đồ thị hoặc tính gần đúng như sau L  dB   0 v  1 L  dB   20 log  0.5  0.62v  1  v  0  L  dB   20 log 0.5e0.95v  0  v 1  0.4  0.1184  0.38  0.1v 2  L  dB   20 log     1  v  2.4    0.225  L  dB   20 log   v  2.4  v  9 Telecommunications Program 10 Telecommunications Program Chương 3: Đặc điểm của kênh truyền trong thông tin di động 3. Hiện tượng tán xạ:  Thực tế tín hiệu thu được trong môi trường thông tin di động ...