Tìm kiếm nhanh và chính xác hơn với google tùy chỉnh

Thứ Bảy, 3 tháng 3, 2012

Phân tập

Phân tập là một phương pháp dùng trong viễn thông dùng để nâng cao độ tin cậy của việc truyền tín hiệu bằng cách truyền một tín hiệu giống nhau trên nhiều kênh truyền khác nhau để đầu thu có thể chọn trong số những tín hiệu thu được hoặc kết hợp những tín hiệu đó thành một tín hiệu tốt nhất. Việc này nhằm chống lại fading và nhiễu là do những kênh truyền khác nhau sẽ chịu fading và nhiễu khác nhau. Người ta có thể sử dụng mã sửa lỗi FEC (forward error correction) cùng với kỹ thuật phân tập. Lợi dụng việc truyền trên nhiều kênh mà ta có được độ lợi phân tập, thường được đo bằng dB.

Chính xác thì:

Phân tập (diversity) là kỹ thuật giúp cho phía thu (trong thông tin di động là MS hoặc BTS) cải thiện chất lượng tín hiệu thu bị suy giảm do fading nhờ việc kết hợp tín hiệu thu đa đường đến từ cùng một nguồn phát. Phân tập được thực hiện tại cả MS lẫn BTS tuỳ công nghệ cụ thể

2. Phân loại phân tập:
- Theo cách thức triển khai:
(1) phân tập phát
(2) phân tập thu
- Theo kỹ thuật phân tập:
(1) phân tập không gian Space Diversity (path diversity hoặc angle diversity

(2) phân tập tần số Frequency Diversity
(3) phân tập thời gian Time Diversity
(4) phân tập phân cực Polarization Diversity

3. Ứng dụng phân tập?

Kỹ thuật phân tập nào được ứng dụng tuỳ thuộc vào công nghệ (mạng GSM khác CDMA). Ví dụ trong mạng CDMA thì có thể coi việc trải phổ chứa đựng Frequency Diversity trong đó; rồi Soft Handoff hay Softer Handoff là Space Diversity (tại BTSs) & Time Diversity (tại MS); rồi việc sử dụng Bipolar antenna là Polarization Diversity (vừa phân tập phát - tới MS, vừa phân tập thu - từ MS). Về phía MS trong CDMA thì việc sử dụng các Rake Reciver chính là Time Diversity, hay Interleaver/Convolver cũng là Time Diversity...


Định nghĩa loại phân tập chính sau đây:
  • Phân tập không gian: tín hiệu được truyền trên nhiều đường khác nhau. Trong truyền dẫn hữu tuyến, người ta truyền trên nhiều sợi cáp. Trong truyền dẫn vô tuyến, người ta hay sử dụng phân tập ăng ten, chẳng hạn như phân tập phát (transmit diversity)/phân tập thu (receive diversity) là phân tập trên nhiều ăng ten phát/ăng ten thu. Nếu các ăng ten đặt gần nhau khoảng vài bước sóng thì gọi là phân tập gần (microdiversity). Nếu các ăng ten đặt cách xa nhau thì gọi là phân tập xa (macrodiversity).Hoặc nói cách khác đặt các antenna cách nhau một khoảng, thường là vài bước sóng để có thể thu được tín hiệu theo các đường khác nhau.
  • Phân tập theo thời gian: nếu truyền tín hiệu (cùng một tín hiệu nhé) ngoài khoảng coherent time thì ta có thể tạo ra 2 tín hiệu độc lập ==> gain tăng lên 3dB
Nhược điểm của việc phát phân tập theo thời gian: ở bên phía thu phải chờ 1 khoảng thời gian để xử lý tín hiệu ==> với các ứng dụng thời gian thực thì việc đó nên tránh

  • Phân tập tần số: tín hiệu được truyền trên nhiều tần số khác nhau hoặc trên một dãy phổ tần rộng bị tác động bởi fading lựa chọn tần số (frequency-selective fading).
  • phân tập phân cực: phát tín hiệu trên các nhánh có tính phân cực khác nhau (cái này sẽ chia nhỏ tín hiệu vì tín hiệu phải chia đều cho các nhánh) ==> chất lượng thu sẽ giảm
Sử dụng phân tập trong antenna là một kỹ thuật tiên tiến và lợi ích của nó cũng khá lớn, sử dụng 2 anten phát có thể tăng lên 3dB. việc dùng phân tập trong antenna (ví dụ như MIMO) nhằm 2 mục đích chính:
1, tăng tốc độ phát
2, giảm BER

Vì sao tăng tốc độ phát:
Theo công thức dung lượng của shannon thì dung lượng tỷ lệ thuận với băng thông và SNR, để tăng dung lượng thì ta có thể tăng BW (băng thông thường cố định rồi) hoặc tăng công suất (SNR), nhưng thường tăng công suất thì thường chỉ tăng đến một mức nào đó thì nó sẽ bão hoà (cái này ng ta chứng minh được rồi). người ta thấy rằng để tăng dung lượng thì phải có một hệ số nào đó nữa khác với BW và SNR để khi tăng nó lên thì dung lượng C cũng tăng theo, và khi dùng phân tập antenna thì người ta thấy sinh ra cái hệ số đó, khi dùng phân tập thu người ta thấy cái hệ số đó sinh ra ở trong hàm log nhân với SNR (ở trong công thức shannon), tuy nhiên vì nó nằm trong hàm log nên gain của nó là không đáng kể, và khi người ta dùng phân tập ở cả phía thu và phía phát thì ng ta thấy cái hệ số đó nhảy ra bên ngoài (hay nhỉ), và để tăng hệ số đó người ta chỉ cần tăng số antenna lên là được.

4. Về công thức Shannon:
C=B*log2(1+S/N)
Trong đó:
C: capacity (bits/second)
B: bandwidth (Hertz)
S: signal power (Watt)
N: noise power (Watt)
Theo công thức C=B*log2(1+S/N) thì C phụ thuộc vào B và S/N ratio
Trong CDMA B lớn (1.25MHz) nên S/N thường nhỏ (hệ thống CDMA truyền tín hiệu dưới mức nhiễu, lẫn trong nhiễu, chỉ cần công suất phát (S) nhỏ -> công nghệ "xanh"
Trong GSM, B nhỏ (200KHz) nên S thường lớn
Cụ thể:
Mean Power Max Power
GSM: 125mW 2W
CDMA: 2mW 200mW


Vì sao giảm BER(Bit Error Rate):
khi ta sử dụng nhiều antenna thì xác suất để tất cả các kênh đều xấu là nhỏ, do vậy xác suất ta thu được tín hiệu tốt tăng lên, do ta có thể chọn lọc tín hiệu tốt từ các antenna khác nhau.



Bổ xung thêm :
Vấn đề cái mảng này mình không nghiên cứu kỹ nhưng phần in nghiêng gạch dưới ở trên các bạn có thể xem giải thích rõ hơn 1 tí ở đây http://tongquanvienthong.blogspot.com/2012/02/he-thong-khong-day.html 
Các phương pháp kết hợp tín hiệu thường gặp: Bộ tổ hợp theo kiểu quét và lựa chọn (Scanning and Selection Combiners: SC) quét và lựa chọn nhánh có tỷ số CNR tốt nhất; bộ tổ hợp với cùng độ lợi (Equal-Gain Combiners: EGC); Bộ tổ hợp với tỷ số tối đa (Maximal Ratio Combiners: MRC). 
Phương pháp kết hợp MRC cho phép cải thiện xác suất lỗi tốt nhất.

Các bạn có thể xem thêm công thức ShannonMéo tuyến tính, phi tuyến

2 nhận xét:

phu nói...

Anh cho em hỏi vấn đề mà anh gạch chân trên đó được không???
Trường hợp em dùng phân tập phát thì cũng giống phân tập thu hả? (tức là "hệ số đó sinh ra cũng ở trong hàm log nhân với SNR).??
Anh có thể chỉ dẫn rõ hơn ở chỗ sử dụng MIMO thì "cái hệ số đó" đưa ra ngoài hàm log được không? em cám ơn anh nhiều lắm!!!
Chúc anh luôn vui vẻ!!

Unknown nói...

Bạn đọc bài về MIMO trong blog này nhé, mình có giới thiệu sự khác biệt các công thức các trường hợp.

:) , :D , :)) , =)) , :( , :(( , x-( , :-/ , :|

Đăng nhận xét

Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More

 
Design by NewWpThemes | Blogger Theme by Lasantha - Premium Blogger Themes | New Blogger Themes