›
›

Bài giảng Thông tin di động (Phần 1)

ppt 60 trang phuongnguyen 10230
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Thông tin di động (Phần 1)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_thong_tin_di_dong_phan_1.ppt

Nội dung text: Bài giảng Thông tin di động (Phần 1)

  1. THÔNG TIN DI ĐỘNG ThS. Hà Duy Hưng Mobile: (090)988.8605 E-mail: haduyhung@tdt.edu.vn haduyhungtdt@yahoo.com 1
  2. Mục đích: Mobile → anywhere, anytime, anyone, any device, any service Hệ thống thông tin di động là một trong những hệ thống thông tin đang đựơc phát triển cũng như triển khai nhanh trong lĩnh vực viễn thông hiện nay ở nước ta → hiểu được các kiến thức liên quan, các kỹ thuật được sử dụng cũng như kiến trúc mạng là một trong những yêu cầu cho tất cả sinh viên của nghành viễn thông. Nội Dung: - Quá trình phát triển trong lĩnh vực di động - Các kiến thức cơ bản trong mạng di động tế bào - Các ảnh hưởng chính cũng như các kỹ thuật được áp dụng cho mạng - Kiến trúc mạng GSM, CDMA-2000, WCDMA 2 - Các vấn đề triển khai trong thực tế
  3. Tài liệu tham khảo: [1] Mobile Radio Networks, 2nd Edition 2002, Bernhard H. Walke [2] Mobile Fading Channels, 2002, Matthias Pätzold [3] Mobile Communications Design Fundamentals, 1993 2nd Edition, William C. Y. Lee [4] Mobile Channel Characteristics, 2000, James K. Cavers [5] Wireless Communications, 1996, Theodore S. Rappaport [6] The Mobile Radio Propagation Channel, 2000 2nd Edition, J. D. Parsons [7] Mobile Radio Communications, 1992, R. Steele [8] Microwave Mobile Communications, 1974, W. C. Jakes, Jr. 3
  4. Vấn đề thi cử: + Thi Viết (90 phút) + Nhiều đề (được xem tất cả các loại tài liệu) + Tuyệt đối không được trao đổi khi thi (-2đ/lần) + Điều kiện được thi: phải làm đủ bài tập về nhà và tham gia giải bài tập tại lớp + Không thi lần 3, đề thi lần 2 ở mức độ bằng hoặc khó hơn đề thi lần 1 + Mọi thắc mắc trao đổi trực tiếp qua email 4
  5. 1. Lịch sử Thông Tin Vô Tuyến • Hệ thống thông tin vô tuyến đầu tiên là LOS (Light Of Sight ) Dùng khói (smoke), dùng lửa (flare), dùng gương (mirror) và semaphore • Truyền dẫn sóng điện từ đầu tiên (1895) Được thí nghiệm thành công ở Anh của hảng Macroni • Hệ thống vô tuyến truyền thoại đầu tiên 1915 được sử dụng ở Mỹ • Dịch vụ điện thoại di động đầu tiên được sử dụng tại 25 thành phố của Mỹ 1946 (hạn chế về dung lượng và hiệu quả sử dụng phổ tần số) • Thế hệ thứ I (1G) của Hệ thống thông tin di động tế bào (cellular mobile communication nerworks) 1983 do At&T dùng kỹ thuật FDMA là hệ thống tương tự 5
  6. Một số hệ thống đầu tiên: - Narrowband AMPS (NAMPS). - Total Access Cellular System (TACS). - Extended Total Access Communication System (ETACS). - Nordic Mobile Telephone System (NMT-900). - Nippon Telephone and Telephone (NTT). Một số đặc điểm: - Phân bổ tần số hạn chế. - Dung lượng thấp. - Nhiễu xảy ra khi máy di động di chuyển - trong môi trường fading nhiều tia. - Không đảm bảo tính bí mật của các cuộc gọi. - Không tương thích giữa các hệ thống với nhau 6
  7. • Thế hệ thứ II (2G) của Hệ thống thông tin di động tế bào 1987 ở Châu Âu dùng kỹ thuật TDMA, CDMA kết hợp FDMA là hệ thống thông tin số có thể truyền dữ liệu tốc độ 19.2 kbps Một số hệ thống tiêu biểu: - United States Digital Cellular (USDC) standards IS-54, IS-136, IS-95. - Global System for Mobile communications (GSM). - Pacific Digital Cellular (PDC). - CdmaOne. Ưu điểm của thế hệ này hiệu quả sử dụng tần số cao hơn, bảo mật tốt hơn, dung lượng và chất lượng cũng cao hơn thế hệ 1, kết hợp nhiều loại hình dịch vụ, dùng mạch tích hợp (số), mã sữa lỗi, bộ cân bằng, tương thích mạng khác dễ dàng. 7
  8. • Thế hệ thứ III (3G) của Hệ thống thông tin di động tế bào được đề xuất vào năm 2000 còn được gọi là IMT-2000 (International Mobile Telecommunications) sử dụng kỹ thuật TDMA, CDMA kết hợp FDMA với các yêu cầu: - Tốc độ 144 kbps cho thuê bao di động chuyển động tốc độ cao - Tốc độ 384 kbps cho thuê bao di động chuyển động tốc độ thấp - Tốc độ 2 Mbps cho thuê bao di động không chuyển động - Chất lượng dịch vụ phải không thua kém chất lượng dịch vụ mạng cố định nhất là đối với thoại. - Mạng phải có khả năng sử dụng toàn cầu, nghĩa là bao gồm cả thông tin vệ tinh Có 3 hệ thống được đề xuất: - W-CDMA (Wideband –CDMA) - CDMA – 2000 - UMTS (Universal Mobile Telecommunication system) được phát triển từ8 GSM
  9. - Hệ thống thế hệ 2.5G phát triển từ GSM - GPRS – General Packet Radio Services - HSCSD – High Speed Circuit Switch Data • Xu hướng phát triển 9
  10. Macrocell Microcell Picocell >600 m 60 to 600 m 6 to 60 m Packet Video Interactive Cable Fixed Wireless(802.16) /LAN(802.11) Visual Video Conference Video phone Medical Imaging Networked Image Computing 3G Mobile Fax Interactive Games Email PDA Data Cellullar/PCS Computer-Computer WAN Voice Messaging Voice Voice Circuit Narrowband Wideband Broadband (Copper) (Copper/Fiber) (Fiber) 64 Kbps 64 Kbps~1.5Mbps 45Mbps 10
  11. • Thế hệ 4G (dự kiến) Indoor Cellular W-LAN W-PAN Satellite 4G Communica tions Radio Broadcasting TV Broadcasting 11
  12. • Thế hệ 4G (vision 2010???) 12
  13. • Thế hệ 4G: nguyên lý 13
  14. • Thế hệ 4G: tốc độ dữ liệu và tính di động Vehicle Walk Outdoor 2G Fixed Walk Indoor Fixed/ desktop 14
  15. • Thế hệ 4G: công nghệ sử dụng 1k 3G Cellular 100 802.11b MIMO 10 Bluetooth 802.11a Range (meters) Range 1 1M 10M 100M 1G 10G 15 Peak Data Rate
  16. 2. Nguyên lý mạng Di Động Tế Bào (Cellular Mobile Nertwork) • Mạng di động ban đầu dựa trên trạm thu phát đặt cao với công suất lớn phủ một vùng với diện tích rộng: - Không sử dụng lại tần số - Dung lượng bị hạn chế - Máy cấm tay có kích thước lớn →1970s thay thế các trạm thu phát công suất lớn bằng các trạm thu phát với công suất bé phủ một vùng diện tích vừa đủ để có thể sử dụng lại phổ tần → mạng di động tế bào (cell) - Cell là vùng phủ sóng của một trạm thu phát (BTS) thể hiện là hình lục giác - Sử dụng lại tần số là dùng lại kênh tần số cho một cell khác - Dung lượng tăng, thiết bị cầm tay bé, và độ phức tạp tăng (handover,16 roaming, signaling and mornitoring)
  17. • Cell được thể hiện bằng một cặp số nguyên (i,j). Trong đó i là số cell B khi di chuyển vuông góc với một G C cạnh của lục giác, j là số cell khi đổi A j hướng 600 ngược chiều kim đồng hồ F D (như hình bên). Giả thiết khoảng B E G C B cách giữa tâm 2 cell kề nhau được i chuẩn hoá bằng một A G 1 C F D A • Định lý: khoảng cách giữa 2 điểm E F D có toạ độ (u1,v1) và (u2,v2) là E d = (u − u )2 + (u − u )(v − v )+ (v − v )2 12 2 1 2 1 2 1 2 1 17
  18. P u* v v* 3 2 u a=60o u*,v*: coordinates 1 3 of point P 2 a 1 0 -1 -1 - Trục toạ độ (u,v) có chiều dài đơn vị theo mỗi trục là 3R - Tâm mỗi cell thể hiện bằng một cặp số nguyên 18
  19. v v v (u2 ,v2) (u2 ,v2) d12 y y v2 (u1 ,v1) (u1 ,v1) x u u (u2 ,0) u v1 o (u2-u1) sin30 (u1 ,0) 30o o o o 30 x=(u2-u1) cos30 30 0 0 0 d2 = x 2 + y 2 12 x = (u − u )cos30 2 1 y = v + (u − u )sin 30 − v 2 2 1 1 d2 = (u − u )2 cos 2 30 + (v − v )2 + (u − u )2 sin 2 30 12 2 1 2 1 2 1 + 2(u − u )(v − v )sin 30 2 1 2 1 = (u − u )2 + (v − v )2 + (u − u )(v − v ) 19 2 1 2 1 2 1 2 1
  20. R R R • Bán kính cell 1 • Số lượng cell trong một cụm là R = 3 D2 N = • Khoảng cách giữa 2 3R2 cell (0,0) và cell (i,j) • Khoảng cách giữa 2 cell đồng kênh là 2 2 D QN==3 D = i +ij + j DRN= 3 R • Cụm cell (nhóm cell – cluster) là một nhóm các cell được gán bởi một bộ tần sao cho không gây nhiễu lẫn nhau. Bán kính của cụm là (xem D là khoảng cách giữa 2 cell lớn – 2 cụm) D R = c 3 20
  21. i j N 4 3 9 1 1 0 1 7 1 1 3 2 0 4 2 1 7 13 16 12 2 2 12 3 0 9 3 1 13 3 2 19 19 25 4 0 16 21 4 1 21 5 0 25 21
  22. 1 i j N 2 3 1 4 2 3 1 1 5 6 4 2 3 2 3 1 1 0 1 7 5 6 4 4 2 3 7 5 6 1 4 7 2 3 1 1 1 3 1 4 2 3 2 3 1 4 2 0 4 4 2 3 4 2 1 7 2 2 12 7 4 3 1 9 8 3 0 9 7 6 5 7 4 3 2 4 3 3 1 13 1 9 8 1 9 8 6 5 7 6 5 2 4 3 2 3 2 19 1 9 8 6 5 4 0 16 2 4 1 21 5 0 25 22
  23. • Các loại kích thước cell - Megacells: phủ hàng trăm km (satellite BS) - Macrocells: phủ hàng chục km (phủ thành phố) - Microcells: phủ hàng trăm m (tòa nhà, khu thương mại, hội nghị, hội chợ, ) - Picocells: W-LAN (trong toà nhà) - Femtocells: Mạng truy cập cá nhân, đồ dùng, vật dụng trong nhà PAN. 23
  24. • Dung lượng kênh của hệ thống tế bào Giả sử có N cells, mỗi cell được phân (gán) một nhóm kênh k, N cells tạo thành một cụm (nhóm cell) gọi là Cluster. Vậy số kênh trên một cụm là: S= kN Số lần lặp lại của Cluster M, tổng dung lượng của hệ thống là C== kNM MS N là được gọi là kích thước của Cluster thường 4, 7 hoặc 12. N càng lớn thì nhiễu đồng kênh càng bé → chất lượng tốt. Ngược lại kích thước Cluster không đổi và kích thước cell giảm thì dung lượng kênh sẽ tăng → kỹ thuật chia cell. Mỗi cell trong một Cluster chiếm 1/N kênh của hệ thống 24
  25. Số users được phục vụ đồng thời - Atot là tổng diện tích cần bảo phủ - Ac là diện tích của một cell - BW là tổng dải thông của hệ thống - B là băng thông của một kênh song công - N là hệ số sử dụng lại tần số Số users được phục vụ đồng thời là: A BW 1 n = tot ABNc 25
  26. Ví dụ: Băng thông 33MHz được dùng cho hệ thống DĐ tế bào với kênh song công 50kHz. Khi hệ số tái sử dụng tần số N=4, N=7 xác định số lượng kênh trên một cell? Ví dụ: Băng thông 25 MHz được dùng cho hệ thống DĐ tế bào với mỗi user sử dụng kênh song công 30kHz. Xác định số users hệ thống có thể phục vụ khi: - Dùng một BTS - Dùng 20 BTS và hệ số tái sử dụng tần số là 4 Ví dụ: Một vùng có diện tích 2500 km2 được phục vụ bởi hệ thống AMPS. Biết 200 kênh được dùng cho vùng này và để chất lượng hệ thống thỏa yêu cầu (SIR ≥ 18dB) thì hệ số tái sử dụng tần số N = 7. Xác định số cuộc gọi đồng thời có thể thực hiện trong vùng này? 26 (biết bán kính cell là 5 km)
  27. • Nhiễu đồng kênh (Co-Channel Interference CCI) 1 2 3 - Cải thiện SNR → tăng 4 5 6 7 công suất phát của user, tuy 1 nhiên không cải thiện SIR 2 3 1 4 2 3 (Signal To Interference Ratio) 5 6 4 1 7 5 6 → cải thiện SIR bằng cách 2 3 1 7 4 2 3 1 tăng tỷ số Q=D/R 5 6 4 2 3 7 5 6 4 1 7 5 6 2 3 1 7 4 2 3 5 6 4 7 5 6 7 R D 27
  28. - Với cell dạng lục giác, giả thiết công suất tín hiệu tỷ lệ với d-n, trong đó d là khoảng cách, n là hệ số suy hao mũ âm (thường n = 4) CCR−n SIR = =66 = I −n IDii ii==11 - Các cell lân cận có cùng khoảng cách n n D 3N C ( ) ( ) n n SIR ==R D== R66 SIR R 66 I - SIR được cải thiện khi hệ số tái sử dụng tần số lớn 28
  29. - Với hệ thống AMPS để chất lượng sóng tốt thì SIR ≥ 18 dB → hệ số tái sử dụng tần số N phải lớn hơn hoặc bằng 7 (N ≥ 7) ??? Và khoảng cách giữa cell đồng kênh là D ≥ 4.4 R ??? - Với hệ thống GSM để chất lượng sóng tốt thì SIR ≥ 9 dB → Hệ số tái sử dụng tần số N phải lớn hơn hoặc bằng bao nhiêu ??? và khoảng cách giữa cell đồng kênh D ≥ ??? 29
  30. • Lý thuyết trung kế (trunking theory) - m kênh có thể phục vụ nhiều hơn m users → sẽ có nghẽn xuất hiện → xác suất nghẽn là bao nhiêu là chấp nhận được? (GOS - Grade Of Service, thường 2% cho di động, 1% cho cố định) - Công thức Erlang B Am m! Traffic của Blocking== GOS m Ai ATch=  một user  i! i=0 - A là cường độ traffic, đơn vị Erlang (Ac nhân tổng số user) -  là tốc độ trung bình các cuộc gọi đến - Th là thời gian chiếm dụng trung bình của các cuộc gọi - m số kênh của hệ thống (áp dụng khi số lượng user lớn hơn 30 nhiều số kênh)
  31. Ví dụ: Trung bình thời gian của một cuộc gọi di động là 200s, và thực hiện cuộc gọi trung bình 15 phút. Hệ thống yêu cầu GOS = 1%, và có 100 kênh. Hãy xác định số user có thể được phụ vụ bởi hệ thống? 31
  32. • Cải thiện dung lượng hệ thống Giá của mạng di động tỷ lệ với số trạm BTS và danh thu của hệ thống tỷ lệ với số khách hàng → tăng lượng khách hàng → tăng dung lượng: - Dùng dải tần mới → rất đắt - Cải thiện cấu trúc: chia cell (cell splitting), chồng cell (cell overlay), dùng anten sector (sectorizing cell) - Gán kênh động (dynamic allocation of channels → more complex) - Thay đổi công nghệ truy cập (FDMA-TDMA-CDMA) + Chia cell là giảm kích thước cell → tăng số lần sử dụng lại tần số. Nếu giảm bán kính cell đi ½ thì số lượng cell tăng lên 4 lần. Để đảm bảo SIR thì công suất cell phải giảm đi 16 lần nếu hệ số suy hao đường truyền n = 4 32
  33. + Chồng cell - Kênh được dùng bởi a thì được dùng ở A nhưng chỉ trong bán kính R/2 - Kênh không được dùng bởi a thì được dùng trong A với cả cell B C G G A D D F F E a B B C G C G AA A D 33
  34. + Dùng anten sector (anten định hướng trong vùng với gốc 1200) 1 2 3 Trong trường hợp này một cell chỉ cón bị nhiễu bởi 2 cell (không phải 6 cell trong trường hợp anten omni) → cải thiện 6dB đối với SIR tuy nhiên giảm hiệu quả sử dụng trung kế Vi dụ: n =4, N = 4 Anten omni n =4, N = 4 Anten Sector 4 4 ( 3N ) ( 3N ) SIR==13.8 dB SIR==19.9 dB 6 2 34
  35. Ví dụ: Thời gian trung bình của một cuộc gọi là 2 phút, GOS = 1%, N = 7 và có 395 kênh cho một cluster 395/7 = 57 kênh cho một cell → theo Erlang B thì traffic của một cell A = 45 Erlang A 45calls 45 calls 30  = = = =1350calls / hr Th 2min hr Dùng anten sector 1200 → 57/3 = 19 kênh /1 sector → theo Erlang B thì traffic trên một sector là As = 11 Erlang → traffic trên một cell là A = 33 Erlang A 33calls 33 calls 30  = = = = 990calls / hr T 2min hr h 35
  36. • Chuyển giao (handoff – handover): khi cuộc gọi đang được thực hiện, user di chuyển từ cell này đến cell khác nên cuộc gọi được chuyển sang kênh lưu lượng mới (của cell mới) để cuộc gọi không bi gián đoạn → chuyển giao cứng và chuyển giao mền ??? handoff threshold D BS1 BS2 Min. usable signal Công suất xảy ra chuyển giao lớn hơn một ít ngưỡng tín hiệu bé nhất mà chất lượng tín hiệu còn chấp nhận được (Min. usable signal from -90dBm to – 100dbm). Nếu Δ quá lớn thì xảy ra quá trình chuyển giao không cần thiết và nếu Δ quá bé thì chuyển giao chưa hoàn thành thì cuộc gọi bị kết thúc. 1G thì Δ khoảng 6-10dB, thới gian 36 10s. 2G thì Δ khoảng 6dB, thời gian 1-2s
  37. – Chuyển giao cứng (Hard Handoff). Trong hệ thống FDMA, TDMA, đường kết nối mới sẽ được thiết lập sau khi đường kết nối hiện tại không còn nữa switching Cell B Cell A Hard handoff : connect (new cell B) after break (old cell A) 37
  38. – Chuyển giao mềm (Soft Handoff). Trong hệ thống CDMA, đường kết nối mới sẽ được thiết lập ngay khi đường kết nối hiện tại vẫn còn tồn tại transmitting same signal from both BS A and BS B simultaneously to the MS Σ Cell B Cell A Soft handoff : break (old cell A) after connect (new cell B) 38
  39. 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 39
  40. • Méo tần số (Doppler effect) Khi giữa máy phát và máy thu có sự dịch chuyển tương đối thì tần số thu được có sự khác biệt so với tần số phát của sóng mang =ldcos 22 l v t = = cos  1 v f = ==cosf cos Dm2 t  40
  41. • Méo tần số (Doppler effect) Mật độ phổ K 1 Sf()= 2 f 2 m ff− 1− c fm 41
  42. • Méo biên độ Mô hình fading Rayleigh: tại thiết bị di động không nhận duy nhất một loại suy hao của tín hiệu phát (chỉ là tia phản xạ) mà là rất nhiều tín hiệu từ nhiều con đường và hiện tượng khác nhau. Xét về pha của các tín hiệu này thì co pha ngẫu hiên trong khoảng [0, 2 ]. Theo luật số lớn và định lý giới hạn trung tâm thì tín hiệu thu được là tín hiệu thông dải có phân bố Gausian, thành phần cùng pha và vuông pha có phân bố Gausian với trung bình không và cùng phương sai nên theo định lý trung tâm ta có hàm mật độ xác suất của biên độ có dạng Rayleigh r 22 er−r /2 0 pr()=  2 00r 42
  43. - Mô hình fading Rayleigh Hàm tích lũy R R2 F( R )= p ( r R ) = p ( r ) dr = 1 − exp − r 2 0 2 43
  44. - Mô hình fading Rayleigh Công suất trung bình của tín hiệu thông dải bằng ½ công suất trung bình của biên độ phức của nó, P = ½E[|r|2], nên ta có thể định nghĩa công suất tức thời u = r2/2. Nên công suất có dạng phân bố hàm mũ âm 2uu −− dg( u) 2u 22 1 1 p( u) = p( r) = e2 = e du 222u - Mô hình fading Rician (đọc thêm) 44
  45. • Fading nhiều tia Tín hiệu nhận được từ nhiều đường vô tuyến khác nhau sẽ được cộng lại với nhau làm cho tín hiệu tổng có thể lớn hơn hay bé hơn mức tín hiệu trung bình nhận được, các mức tín hiệu bé hơn được gọi là bị fade. Tòan bộ hiện tượng được gọi là hiện tượng fading nhiều tia (multipath fading) 45
  46. Small Area Average Signal Strength Strength (dB) Signal Distance /2 46
  47. - Fading diện rộng (large scale fading) Fading diện rộng là mô hình quan tâm đến độ lớn của tín hiệu giữa phát và thu với những khỏang cách riêng biệt (vài trăm m) và dùng để ước lượng vùng phủ sóng → tổn hao kênh truyền - Fading diện hẹp (small scale fading) Fading diện hẹp là mô hình quan tâm đến sự thay đổi độ lớn của tín hiệu thu được trong một khỏang cách ngắn (vài bước sóng) hay một khoảng thời gian ngắn - Fading nhanh (fast fading) và fading chậm (slow fading) Biên độ tín hiệu thu được là hàm của khỏang cách r(x) mà thông tin di động thiết bị cầm tay di chuyển được biểu diễn là hàm của thời gian r(t). Sự thay đổi (variance) trong không gian là hàm của khỏang cách được thể hiện sự thay đổi phụ thuộc vào khỏang cách được gọi là 47 fading nhanh và fading chậm.
  48. Fading nhanh xét sự thay đổi trong khỏang cách ½ bước sóng thường do sự di chuyển của các vật thể tán xạ (scatters). Fading nhanh bằng phẳng trong một khỏang dài từ 20 – 40 bước sóng thì được gọi là trung bình sector (sector average). Sự thay đổi của mức tín hiệu trung bình theo sự che chắn của tòa nhà (bề rộng tòa nhà) được gọi là fading chậm sector average 48 r( t) = m( t) r0 ( t)
  49. B C Power A distance - A Ảnh hưởng diện rộng (tổn hao đường truyền – large scale fading) - B Ảnh hưởng diện trung (do che chắn – shadowing – medium scale fading) - C Ảnh hưởng diện hẹp (do dao động của tín hiệu tại nơi thu đa đường49 – small scale fading)
  50. • Suy hao kênh truyền −2 - Suy hao trong không gian tự do (LOS) Pr ( d)  d - Xác định công suất tại khoảng cách d khi biết công suất tại khoảng cách d0 Pr(d0) d d P (d) P (d) = P (d )( 0 )2 0 r r r 0 d d - Mô hình 2 tia – công thức trường giao thoa, khi khoảng cách lớn, công thức vendensky −2 −4 E d d Pr ( d)  d ( ) 50
  51. • Các mô hình tính tổn hao kênh truyền cho Macro Cell - Mô hình Okumura (đã học) - Mô hình Hata (đã học) - Mô hình Hata mở rộng (đã học) - Mô hình Longley – Rice (đọc thêm) - Mô hình Durkin (đọc thêm) - Mô hình Walfisch – Bertoni (đọc thêm) • Mô hình tính tổn hao kênh truyền cho Micro Cell (đọc thêm) • Mô hình tính tổn hao kênh truyền cho Indoor (đọc thêm) 51
  52. • Thống kê của fading chậm: trong môi trường truyền sóng giữa trạm gốc và thiết bị di động là tích của nhiều quá trình ngẫu nhiên lên tín hiệu. Nên với thang dB thì mức của các tín hiệu ngẫu nhiên là tổng. mà tổng của nhiều biến ngẫu nhiên thì có dạng phân bố Gausian. Do đó thống kê của fading chậm có dạng phân bố Gausian theo thang dB và được gọi là phân bố lognomal hay là mức tín hiệu thu được theo thang dB có dạng phân bố Gausian (Lm− )2 − L 1 2 11 lm− l 2 L p( L l) = + erf p( L) = e 22 2 l 2 L L là mức tín hiệu ở khỏang cách cụ thể mL là suy hao trung bình tại một khỏang cách cụ thể 52 L là độ lệch chuẩn của suy hao trung bình
  53. • Thống kê của fading nhanh: biên độ của tín hiệu nhận được do fading nhanh thường có phân bố Rayleigh hay Rician. n(r) = N/T level crossing rate là tỷ số giữa tổng tất cả các mức vượt trên một giới hạn trong khỏang thời gian cho trước với khỏang thời gian này. r2 − r 2 Với fading Rayleigh n ( r ) = f e 2 →Phụ thuộc vào hiện tượng Doppler m  t(r) = ti/N average duration of fades là tỷ số giữa tổng thời gian của các fades trong khỏang thời gian cho trước với tổng số fades → ước lượng số 53 bit mất trong lúc fade → xác định kỹ thuật mã hóa kênh
  54. • Mô hình kênh fading nhiều tia t = t0 + t4 t = t0 + t3 t = t0 + t1 t = t0 + t2 Transmit Multipath Received Signals t=t0 54
  55. • Mô hình kênh fading nhiều tia 2 aPkt k() t k t k Mean Delay Spread kk i t ==2 e aPkk()t kk 2 2 rms Delay Spread t =− t( t ) 2 2 2 aPkt k() t k t k 2 kk Where t ==2 aPkk()t kk 55
  56. - Băng thông kết hợp (coherence bandwidth) 1 Bc 50t - Thời gian kết hợp (coherence time) 9 0.423 Tc ==2 16 ffmm 56
  57. • Các lọai kênh fading Fading channel Large scale fading due to Small scale fading due to motion over large areas small changes in position Mean signal VariationVariation aboutabout Time spreading Time variation attenuation vs thethe meanmean of the signal of the channel distance Time-delay frequency Time Doppler shift F. T F. T domain domain domain domain description description description description Dual FrequencyFrequency Flat Fast Slow selectiveselective fading Dual fading fading fadingfading Frequency Flat Fast Slow selective fading fading fading 57 fading
  58. - Fading phẳng 58
  59. - Fading lựa chọn tần số 59
  60. - Mô hình kênh fading nhiều tia White White White White White White Gaussian Gaussian Gaussian Gaussian Gaussian Gaussian Noise Noise Noise Noise Noise Noise + x + x + x j j j Doppler Doppler Doppler Filter Filter Filter x x x Transmitted Signal Ts Ts L + + ji h( t) =− ii e( t t ) i=1 AWGN + Tap Delay Line Model Channel Output 60