Đồ án: 'Dự đoán phủ sóng trong hệ thống thông tin di động'

Tổn hao đường truyền mô tả sự suy giảm cường độ tín hiệu giữa ăng-ten thu và ăng-ten phát theo khoảng cách và các tham số khác có liên quan như tần số công tác, độ cao các ăng-ten, ... Trong không gian tự do, cường độ tín hiệu trung bình thu được giảm dần theo bình phương khoảng cách từ máy phát tới máy thu do công suất tín hiệu trên một đơn vị diện tích của mặt cầu sóng giảm dần theo bình phương khoảng cách giữa các ăng-ten thu và phát. Trong thông tin di động mặt...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đồ án: “Dự đoán phủ sóng trong hệ thống thông tin di động” TRƯỜNG ………………… KHOA……………………. ----- ----- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: Dự đoán phủ sóng trong hệ thống thông tin di động 1 MỤC LỤC CHƯƠNG I ...........................................................................................3 KÊNH VÔ TUYẾN DI ĐỘNG VÀ VẤN ĐỀ D SÓNG.......................3 1.1. Tổng quan về kênh vô tuyến di động .............................................3 1.1.1. Các tác động cơ bản.....................................................................3 CHƯƠNG II ........................................................................................35 CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰ ĐOÁN HÔNG DỤNG ...........................35 2.1. Phương pháp Okumura.................................................................35 CHƯƠNG III.......................................................................................61 TÓM TẮT CÁC ĐIỀU KIỆN PHỦ SÓNG KHÁC NHAU................61 VÀ MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG HỆ THỐNG CDMA ......................61 3.1. Tổng quan.....................................................................................61 3.5. Các vấn đề quan trọng có liên quan đến tính toán phủ sóng trong hệ thống CDMA ..................................................................................81 3.5.1. Điều khiển công suất trong hệ thống CDMA ............................81 KẾT LUẬN .........................................................................................95 2 CHƯƠNG I KÊNH VÔ TUYẾN DI ĐỘNG VÀ VẤN ĐỀ DỰ ĐOÁN PHỦ SÓNG 1.1. Tổng quan về kênh vô tuyến di động 1.1.1. Các tác động cơ bản 1.1.1.1. Tổn hao đường truyền Tổn hao đường truyền mô tả sự suy giảm cường độ tín hiệu giữa ăng-ten thu và ăng-ten phát theo khoảng cách và các tham số khác có liên quan như tần số công tác, độ cao các ăng-ten, ... Trong không gian tự do, cường độ tín hiệu trung bình thu được giảm dần theo bình phương khoảng cách từ máy phát tới máy thu do công suất tín hiệu trên một đơn vị diện tích của mặt cầu sóng giảm dần theo bình phương khoảng cách giữa các ăng-ten thu và phát. Trong thông tin di động mặt đất, do hấp thụ của môi trường truyền, do sự tồn tại của các chướng ngại vật dẫn đến các hiện tượng phản xạ, nhiễu xạ,… làm cho tổn hao đường truyền có thể lớn hơn rất nhiều tổn hao trong điều kiện truyền sóng trong không gian tự do. Tổn hao đường truyền phụ thuộc tần số bức xạ, địa hình, tính chất môi trường, mức độ di động của các chướng ngại, độ cao ăng-ten, loại ăng-ten… Trong 3 thông tin di động vô tuyến tế bào, trong nhiều trường hợp tổn hao đường truyền tuân theo luật mũ 4 tức là tăng tỉ lệ với luỹ thừa 4 của khoảng cách (được xác định bằng thực nghiệm khi đó tín hiệu giảm 40 dB nếu khoảng cách tăng lên 10 lần). Về nguyên tắc, tổn hao đường truyền hạn chế kích thước của tế bào và cự li liên lạc, song trong nhiều trường hợp ta có thể lợi dụng tính chất của tổn hao đường truyền để phân chia hiệu quả các tế bào, cho phép tái sử dụng tần số một cách hữu hiệu làm tăng hiệu quả sử dụng tần số. 1.1.1.2. Pha-đinh Pha-đinh là sự biến đổi cường độ tín hiệu sóng mang vô tuyến thu được do sự thay đổi của môi trường truyền sóng và sự phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ trên đường truyền sóng. Đối với các hệ thống thông tin vệ tinh, pha-đinh chủ yếu gây bởi sự hấp thụ thay đổi của khí quyển trong những điều kiện đặc biệt như mưa rào. Còn đối với các hệ thống thông tin vô tuyến mặt đất, nguyên nhân chính gây ra pha- đinh đó là: Sự thăng giáng của tầng điện ly đối với các hệ thống sóng ngắn. Sự hấp thụ gây bởi các phân tử khí, hơi nước, mưa… sự hấp thụ này phụ thuộc vào tần số công tác, đặc biệt là trong dải tần số cao (> 10GHz). Sự khúc xạ gây bởi sự không đồng đều của mật độ không khí làm thay đổi hướng sóng so với thiết kế. Sự phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ từ các chướng ngại vật trên đường truyền lan của sóng điện từ gây nên hiện tượng trải trễ và giao thoa sóng tại máy thu. Do các yếu tố kể trên, hệ số suy hao đặc trưng cho quá trình truyền sóng vô tuyến có thể biểu diễn dưới dạng: a(f,t) = afs.A(t,f) 4 Trong đó a(f,t): là hệ số suy hao sóng vô tuyến, afs là suy hao trong không gian tự do, A(t,f) là hệ số suy hao do pha-đinh. Ta thấy rằng, hệ số suy hao do pha-đinh là một hàm của thời gian và tần số. Nếu suy hao pha-đinh là hằng số trên toàn bộ băng tần hiệu dụng của tín hiệu thì ta có pha-đinh phẳng (flat fading) hay pha-đinh không chọn lọc theo tần số (nonselective fading). Trong trường hợp ngược lại thì gọi là pha-đinh chọn lọc theo tần số (selective fading). Pha-đinh cũng còn được phân chia thành pha-đinh nhanh và pha-đinh chậm tuỳ theo mức độ phụ thuộc vào thời gian của một bit hay một symbol. Đối với các hệ thống vô tuyến chuyển tiếp số mặt đất, do thời gian của một bit (hay một symbol) khá nhỏ nên ta có thể coi là pha-đinh chậm, pha-đinh chậm gây bởi sự che khuất (pha-đinh che khuất chuẩn log) còn trong hệ thống thông tin di động, do tốc độ bit hiện còn khá nhỏ nên pha-đinh hầu như có thể xem là các pha-đinh nhanh. Khi một MS di động, do tại máy thu có rất nhiều tia tới (do các hiện tượng phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ từ các chướng ngại vật) và pha-đinh này còn được gọi là pha-đinh đa đường. Xét trường hợp đơn giản nhất, khi MS “dừng” và không có chướng ngại di động. Do sóng tới MS theo rất nhiều đường khác nhau và nếu các tia này độc lập nhau thì đường bao tín hiệu thu được sẽ có Pdf (Probability Density Function_Hàm mật độ xác suất) Rayleigh, có dạng: ⎧r ⎡ r2 ⎤ ...