Nghiên cứu ảnh hưởng lỗi không đồng bộ không gian trong hệ thống thông tin quang không dây sử dụng điều chế biên độ cầu phương sóng mang

Page1

 3
PHN I: GII THIU V FSO 3
ng 1: Tng quan v FSO 4
1.1 Khái nim v FSO 4
1.2 Lch s phát trin 4
 m ca FSO 7
m 7
m 9
1.4 Các Kin Trúc Mc Dùng Trong FSO Mt 11
1.4.1 Kin Trúc Mi 11
1.4.2 Kiến Trúc Mạng Điểm – Đa Điểm 12
1.4.3 Kiến Trúc Mạng Nhiều Tuyến Điểm – Điểm. 12
1.4.4 Kin Trúc Mng Vòng 13
ng Ly Nghiên Cu FSO 13
1.6 Mô Hình Mt H Thng FSO 14
1.6.1 Máy Phát 15
1.6.2 Kênh Truyn 17
1.6.3 Máy Thu 21
1.6.3.1 Thành Phn Ca Máy Thu 21
1.6.3.2 Phân Loi Máy Thu 21
u Ch Trong FSO 22
2.1 Mô Hình Kênh Truyn 22
2.1.1 Gii Thiu V Hn Lon Không Khí 22
2.1.2 Kênh Truyn Hn Lon Không Khí 24
2.1.3 Mô hình log-normal 26
2.1.3.1 S Gn Kng Hn Lon Yu 29
2.1.3.2 Hn ch ca mô hình log-normal 30
-QAM 30

-QAM 30
-QAM 30
 30

Page2
3.1.2  32
3.1.2.1 S Suy Hao Khí Quyn 32
3.1.2.2 Hn Lon Không Khí 33
3.2.1.1 Mô Hình Log-normal 33
-QAM 34
 34
 35

2
n
C
35
 37
 38
 39
 47
 47
 47
6.1.1  47
 48
Tài liu thao kho 50

Page3

Truyn thông quang không dây (FSO) là mt công ngh rt ha hn  
nhc s quan tâm ca các nhà nghiên cng ca h th
ng c trin khai li ch
bng mt phn nh so v thng FSO có th nhanh chc
trin khai s dng và tái s dng.
Tuy nhiên, hu nghiên cu ti Vit Nam v công ngh truyn thông
c bing chung ca th gin sang
nghiên cn các h thng FSO s du ch phc tu ch v trí xung và
u ch  sóng mang. Nm bc xu th n tình hình
nghiên cu hin ti ca Vit Nam rt cn nhng công trình mi nghiên cu chuyên sâu
v công ngh y ha hnh ch u ng
lng b không gian trong h thng thông tin quang không dây s du
ch  c
ng d
t sc cn thn tuy
nhiên do thi gian có hn nên chc chn không tránh khi nhiu thic bit là
v tài mi m y thì h có tài liu ting vi tham kho.
Rt mong nhc s a thy và các bc hoàn
thi
PHN I: GII THIU V FSO
 trên, phn này s trình bày nhng khái nin nht v công

ngh FSO nhm mc cái nhìn tng th và trc quan nht v
công ngh còn khá mi m này ti Vit Nam. Trong phn này, tôi s 
vit v nhm, lch s phát trin ca công ngh 
trình bày v kênh truyn hn lon và các k thuu ch c s dng ph bin trong
FSO


Page4
ng quan v FSO
1.1 Khái nim v FSO
V n, FSO ( Free-space optical communication) là công ngh truyn thông tin,
d liu gim s dng bc x c truyn qua
các kênh truyn t do. D liu cn truyu ch , pha, hoc tn s
ca bc x quang mang tin. Mng truyn dn FSO v ng truyn dn
thng (LOS), vì v m bi thông tin thành công, yêu cu máy thu và máy
phát phi có th y nhau mt cahcs trc tip mà ko có bt k mng ngi
vng truyn. Kênh truyn t do có th , trong
c bin, trong khí quyn hoc là s kt hp ca các long trên trong cùng
mt tuyn thông tin.

Fig. 1. 1: Ví dụ đường truyền FSO

1.2 Lch s phát trin
ng t do (FSO) là mt công ngh  i s
dng s truy        truyn tín hiu gi  m. T
khong nhi hy li la mã c t
s dng l báo hic nhi  gc
m t s dng khói cho nhng m ca vic báo hiu và cnh báo.
Nhng k thut báo hiu bng thông tin quang ví d c s dng trong
hàng hi  pháp       i t lâu, tuy nhiên chúng ta có th coi

Page5
truyng t t nn móng lu tiên là bi thí
nghim Photophone thc hin b        
nghim cu ch bc x ca mt tri vi tín hiu âm thanh và truyn
ng cách khong 200 m. Máy nhc làm t mt chii
mt t t tm. Tuy nhiê, thí nghim cho kt qu không thc s tt
do thit b s dng thô s n t nhiên ca bc x mt tri.

Fig. 1. 2: Thí nghiệm photophone của Alexander Graham Bell

. Cuc trò chuyn thou tiên trên th gii x
c hin
cuc hi thou ch 
hp ca n t). Trong k nguyên xa xôi, khi các tin ích vn t cung
cn và laser thng trong khoa hc ving, không có
ng dng thc t cho sáng ch ca hi hn bi s sn có ca c
ánh sáng mt tri và thi tit t nhiu quá ln,cng vi s ph thuc

Page6
quá cht ch vào thi ti c s chic s quan tâm
c ca cng khoa hc lúc by gi.
Ct mc quan tru s phát trin c tìm ra các
ngun quang, mà quan trng nht là laser vào nht các nghiên
cu v c thc hin t nhn nh 
truyn ph ca tín hiu truyn hình qua khong cách 48 km s sng diode phát quang
c thc thi bi cách nhà khoa hc ca hc vi
1963, tín hiu ch vi laser He-n qua 190km gia
2 ngn núi Panamint Ridge và San Gabriel ti M. Truyn dn LASER trong không
c s dng vi mi lc xây dng  Nht bn bi

  n t       ng truyn dn song công, s dng
LASER He-c song 0.6328, truyn thông tin gia Yokohama và Tamagawa vi
khong cách 14km
T quãng thi gian này tr    FSO tip t c nghiên cu và th
nghim mnh m c bit là trong thông tin quân s      c
nghiên c s dng cho truy bi NASA và ESA v
trình                 
Semiconductor-laser Inter-satellite Link Experiment (SILEX). Trong vòng vài thp k
va qua, công ngh c nghiên cu và chng minh mt cách thành công là có
th c s dng trong truy gia các v tinh vi t d liu có th lên
ti 10 Gbps. Mc dù nhng kin thc v các k thut cn thi xây dng mt h thng
c nghiên cu bi nhiu nhà khoa hc khác nhau trong nhi
lin, tính hu dng và tính thc t ca h thn gn còn
b hoài nghi bi nhiu nguyên nhân khác nhau. Th nh thng thông tin
liên ln t  gii quyt các nhu cu thông tin hin thi. Th hai, nhng
nghiên cu và phát tri ca công ngh FSO cn phc ci thi tin cy
ca các kh m b tin cy ca toàn h thng. Th 3, mt h thng trong không
gian luôn chu ng bi s n khi có mc. Cui cùng,
ngay c khi s ng ca khí quyn có th c b qua, thì h thng FSO luôn yêu

Page7
cm chính xác và b phn tracking nhy-Nhu vc
gii quyt tri n tn bây gi. Tt c nhi thích tn
tn bây gi, công ngh FSO vc s dng rng dãi trong các mng truy nhp.

Fig. 1. 3: Chương trình MLCD của NASA
m ca FSO
m
t ln: trong bt c h thng d liu, thông tin
c truy trc tip va tín hiu chng

 t ti 20% ca tn s tín hiêu mang. S dng tín hiu mang
là bc x quang vi khong tn s t 10
12
-10
16
Hz có th g lên ti 2000
Thz. Vì th mà so vi nhng h thng thông tin vô tuym b
ng thông tin lt nhiu bi vì tn s ca tín hiu mang tin là bc x quang ln
t nhiu so vi tn s sóng mang vô tuyn.

Page8
Bán kính tia nh: Bc x quang có bán kính tia cc k h
công sut phát ch phi tp trung trong mt din tích rt là hu này cho phép mt
ng truyn FSO có s    tránh nhiu t ng truyn
FSO khác. S chim dng v không gian rt hng
gc lp vi nhau, vì th nên kh  dng li tn s gn trong
nhing khác nhau. Tuy nhiên, s hp ca bc x i
yêu cu v ng b thu phát rt cao.
Ph tn s dng không cn cp phép: Trong thông tin vô tuyn, các sóng mang có
tn s gn nhau gây nhiu lên nhau chính là v ln nht ca thông tin vô tuy
gim thiu v này, mt các t chc qun lý tài nguyên tn s c thành l qun
lý vic cp phát và s dng tn s ca các cá nhân, t chc. Vì th  c cp phát mt
di t s dng cn phi tn rt nhiu chi phí và thi gian. Hin ti thì các tn s
quang ko phi chu s qun lý này do các tín hiu mng là bc x quang h
gây nhiu lên nhau ngay c ng truyn quang có cùng tn s t cnh nhau.
R trin khai mt h thng thông tin FSO r t nhiu so vi mt
h thng thông tin vô tuyng khi có t d liu
này là do FSO không yêu cu phí cp phát di tn s dng và các thành phn trong
ng truy u. Theo mt nghiên cu ga Canada, giá ca
1 Mbps trên mt tháng ca mt h thng FSO r bng mt na ca h thng vô tuyn

ng.
Nhanh chóng và d dàng tri dng: thi gian cn thi trin
khai m ng truyn FSO có th ch vài gi. Yêu cu chính là vic thành lp mt
ng truyn không b cn tr v tm nhìn ging truyn
 d  dng  khu vc các mt cách nhanh chóng và d
dàng
An toàn thông tin cao: Mc dù FSO là công ngh 
qung bá ti bt k i nào và tt c mi. FSO phát búp sóng ánh sáng hp, tn
s rt cao ti mt khó cho m thu trm
thông tin mà không b phát hin. Các h thc lt càng cao càng

Page9
t n giao thông qua li không làm ng ti búp sóng quang. Mt
con chim có th n vic truy xy ra trong
chc lát và h thng s nhanh chóng phc hc thu tr
hi pht thit b a búp sóng trong khong thi gian dài.
 

n có

                 

m
Gii hn ca ng truyn dn gây ra. Vi FSO truyn trong môi
ng khí quyn thì s hong ca h thng FSO ph thuc rt nhiu vào thi tit và
u kin khí quyn. S không c nh v tính cht ca kênh truyn FSO là tr ngi ln
nht trong vic trin khai mt h thu này không xy ra ch vi
ng truyn vô tuyn hay thông tin v  ng bi thi tit và
có th b mt liên ku kin hay tuyt. Ngoài vic tuy
làm cn tr ng truyn quang, FSO chu ng mnh b hn

lon ca không khí. Nhng thách thc chính trong vic thit k các h th
sau


Page10

Fig. 1. 4: Những thách thức của FSO truyền trong khí quyển
- 
 mù là mt thách thc tp hp t nhng
gic nh  c tính
truyn lan ca ánh sáng hon hoàn toàn s truyn lan ca ánh sáng thông qua
s kt hp ca các hing hp th, tán x và phn xu này có th dn s
suy gim m công sut ca búp sóng phát, gim c ly hong ca tuyn FSO.
- S nhp nháy
S nhp nháy là s bii v không gian c sáng gây ra bi s hn lon
không khí. Gió và s i nhi to ra nhng túi khí có m i nhanh dn
ti s i nhanh ch s chit xu hn lon. Các
ng thi theo thi gian và làm
t l li bit ca các h thc bit là khi có ánh sáng mt tri.
- S trôi búp
S trôi búp xy ra khi lung gió hn lon (gió xoáy) lng kính ca búp
sóng quang gây ra s dch chuyn ch ca búp sóng quang. S trôi búp
 là kt qu ca các hoa chn gây ra s dch chuyi gia
v trí ca laser phát và b thu quang.
- Gi thng phát-ng

Page11
Gi thng gia khi phát và khi thu là rt quan trng nh m bo s
thành công ca vic truyn tín hic s là v phc tp khi s dng búp
sóng hp phân tán góc và tm nhìn (FOV). S dãn nhit ca các phn khung tòa nhà

hoc nhng trt yu có th gây ra s lng. Trong khi s dãn nhic
tính chu k theo ngày hot li không th d c. Mt nguyên
nhân gây ra s lng nc bit khi các thit b t trên các
tòa nhà cao. S ng ca tòa nhà là mt quá trình ngu nhiên làm n
hiu na h thng và gây ra li.
- S an toàn cho mt
Vi s a các h thng truyn thông quang vô tuyn s dng các búp laser
ng v  cao, s an toàn cho mt là v c quan
tâm. Nhng h thng FSO này phi an toàn i vi mi không
gây nguy him cho nhi vô tình gp phi các búp sóng quang. Yêu cu này rõ
ràng s to ra gii h búp sóng phát ca laser. Khi thit k các h
thi thit k phm bo rng các bc x quang phi an toàn
c gây ra bt c tác hi nào cho nhi mà tip xúc vi nó. Các tia
bc x quang có th gây t da và mt, tuy nhiên tác h vi mt là
 bi vì mt có kh p trng quang. Mi có th
tp trung ánh sáng trong di t 0.4-ng dng b
hp th bi giác mc ca mc tp trung.
1.4 Các Kin Trúc Mc Dùng Trong FSO Mt
 
  

khách hàng.
1.4.1 Kin Trúc Mi



Page12






1.4.2 Kin Trúc Mm  m

 




 
 


Fig. 1. 5: Kiến Trúc Mạng Lưới và Mạng Đa Điểm

1.4.3 Kin Trúc Mng Nhiu Tuym  m.

 


Page13


1.4.4 Kin Trúc Mng Vòng

 
  


Fig. 1. 6: Kiến Trúc Mạng Điểm-Điểm và Kiến Trúc Mạng Vòng
ng Ly Nghiên Cu FSO
Yêu cu v     ng l  y các nghiên cu v thông tin
quang phát trin ( c thông tin cáp quang và thông tin quang không dây). Thông tin
quang có th cung ct ln vi t d liu rt l
thông khng l ca thông tin quang trong các mng lõi li không th c s dng ht
bi s dng trong các mng truy nhp. Lý do là vì gii ha công
ngh truyn dc s dng ph bi kt ni gii s dng và
mu này này dn vic t d lii dùng
có th s dng b hn ch rt nhiu. V c gi là v n c chai 
mng truy nht nhiu gi gii quyt v 

Page14
Internet cáp quang FTTH, công ngh ng không dây UBW, công ngh thông
tin quang t 
Công ngh internet cáp quang FTTH có th là ging cho v 
tht c n vp tc trin khai  nhic
và Nht Bn là hai quu trong nghiên cu và phát trin internet cáp quang.
Công ngh internet cáp quang có th cung cp t d liu lên ti
s du cui. a, khi trin khai các k thu
c sóng vi m ln, t d liu mà FTTH cung cp có th lên ti 10 Tbps. Tuy
nhiên, thách thc ln nhi vi công ngh n khai và vn hành
quá ln cho công ngh c trin khai
rng.
Công ngh mt gii pháp vô tuyn khá ha
hn mà ph tn cn ph FSO. (trong
di tàn 3.1-10.6 Ghz, s dng công ngh UBW không cn xin cp phép ph tn ). Công
ngh UBW có th cung cp t d liu lên ti vài Mbps trêng truyn
ng truyn dng, vài Mbps vn còn là

khá thp so vi t lên ti hàng Gbps mà mng có th cung
c na, công ngh UBW phi gp phi mi v rt l can nhiu ca
tín hiu UWB vi nhng h thng khác có cùng ph tn.
1.6 Mô Hình Mt H Thng FSO
t k mt h thng thông tin nào khác, mt h th
bao gm 3 thành phn: máy phát, kênh truyn dn và máy thu.

Page15

Fig. 1. 7: Một hệ thống FSO tiêu biểu
1.6.1 Máy Phát
Cha máy phát trong h thu ch d liu ngun vào
bc x quang mang tin. Bc x  c truyn ti trên kênh truyn có th là
khí quyn, không gian,  t  u ch c s
dng rng dãi nht là kiu ch  (IM: Intensity modulation). Vi kiu
ch này, d li u ch  ca các bc x quang hu này có
th c bng cách thay u khin ngun quang mt cách trc tip theo d
liu vào cc truyc là thông qua mt khu ch 
i xng Mach- u ch d liu vào bc x quang mang tin. Vic
s dng mt b u ch ngoài cung cp t d liu lu ch
trc tip. Tuy nhiên b u ch ngoài là mt phn t không tuyn tính. Nhc tính
khác ca bc x n s, và trng thái phân c u
ch  mang d liu thông qua b u ch u kính) phía máy
phát có nhim v tp hng các bc x quang v u
kính ) ca máy thu  u cui ca kênh truyn. Bng 1.1) có nêu
mt s loi nguc s dng ph bin trong công ngh FSO.

Page16

Fig. 1. 8: Hình ảnh máy phát (thu) trong thực tế

Trong khoc sóng t 700-10000 nm, có rt nhiu ca s truyn dn h
trong sut vi mc suy hao nh  0.2 db/km. Tuy nhiên, hu ht các h thu
c thit k  hong trong ca s truyn dn 780-850nm và 1520-1600 nm. Ph
tn 780-c s dng rng dãi nht, bi vì thit b và các thành phn ca h
thng có th c sn xut và trin khai vi chi phí thp khi hong  nhc
sóng trong ca s truyn dn này. Tuy nhiên, di tc
rt nhiu chú ý bi nhiu lý do. Th nhi mng ghép kênh phân
c sóng  ca s truyn dn th 3. Th oàn cho mt. Và cui
cùng là hn ch tán x và nhiu này dn kt qu là tc
sóng 1550 nm công sut truyn d       t qua suy hao do
n ch ca di sóng 1550 nm là làm gi nhy thu mt chút,
giá thành sn xut linh king b không gian thu phát cht ch

Bảng 1. 1: Các nguồn quang sử dụng phổ biến trong FSO



~850






Page17



~1300/~1550

Laser Fabry-Perot






Công 


~10.000






Không xuyên qua kính




LED



1.6.2 Kênh Truyn
n ca mt h thng FSO là kênh truyn t do có th trong
c, không gian, khí quyn. Mt kênh thông tin quang khác vi kênh nhiu
    hiu truy hin

công sut ch không ph   u này d n hai gii hn v tín hi c
truyn: i) tín hiu truyi không âm; và ii) giá tr trung bình ca tín hiu truy
t quá giá tr ci ca công sut phát.

Page18

Fig. 1. 9: Kênh Truyền TRong Không Gian
c vi cách kênh truyng mà   s tín hiu trên tp âm
SNR t l vi công sut. trong h thng thông tin quang, công suc và
p âm lt t l vn tích màn chn thu và din tích
màn chn thu. Chính vì vy mà trong h thng thông tin quang không dây, t s tín hiu
trên tp âm t l vi din tích màn chi mt công sut phát
nh, t s tín hiu trên tp âm càng ln khi din tích màn chn thu càng ln. Tuy
nhiên, khi mà din tích màn chn dung c
u này dn hn ch v ma máy thu.
Kênh truyn khí quyn bao gm các loc lit kê trong bng
1.2) và aerosols-mt loi ht vt cht siêu nh có trong khí quyn. S phân b ca các
loi khí này có ng khá ln tu kin hn lon ca kênh truyn. Các loi hình
thi tii, s bn tc tính ca
kênh truyn khí quyn.

Page19
Bảng 1. 2: Phân bố các loại khí tiêu biểu kênh truyền khí quyển


(%)


Nitrogen (N
2

)
Oxygen (O
2
)
Argon (Ar)
Cac bo níc (CO
2
)

2
O)
Neon (Ne)
Helium (He)
Methane (CH
4
)
Krypton (Kr)
Hydrogen (H
2
)
Nitrous oxide (N
2
O)
Carbon monoxide
(CO)
Ozone (O
3
)
Xenon (Xe)
78.09

20.95
0.93
0.03




40  40,000
20
5.2
1.5
1.1
1
0.6
0.2
0.05
0.09

Khi bc x c truyn qua không khí, mt s ht photon b hp th bi các
nguyên t khí có mt trong khí quy c, CO
2
  
ng ca các ht photon b hp th c chuyn thành nhi    ng
photon khác không b ma chúng b i( hin
ng này gi là tán x). Tia bc x  m rng trong quá trình truyn lan
dn bán kính tia bc x c lmàn chn thu ca máy thu quang.
nh lut Beer-Law v h s truyn dng khí quyn:
( , ) exp[ ( ) ]
R
T

T
P
LL
P
   
  
. Eq. 1. 1

Page20

T

và
( , )L

lt là h s suy hao (m
-1
) và h s truyn dn quang trong
khí quyn t c sóng

,
T
P
là công sut phát và
R
P
là công sut t m thu vi
khong cách thu phát L.

Mc m quan trng khác ca kênh truyn trong khí quyn ca h thng FSO

ng hn lon khí không khí. Khi bc x t mt trt, mt phn s
b hp th bi b mt. Lp không khí gn m l
hp th nhiu nhit ta ra t t và bc x mt tr có nhi 
lp không khí  trên. Không khí có nhi    nh p lp
không khí có nhi thn mt cách hn lon vu này gây
nên s dao ng v nhi ca các lp không khí khác nhau. Chính s u
v nhi này gây nên s i v chit sut ca các lp không khí khác nhau trong
khí quyn. Chính vì vy mà kênh truyn hn lon không khí rt d i, khó d
u ng mnh m cu kin thi tit gây nên s ng c v
pha l ca bc x quang trong quá trình truyn lan trên kênh truyn. Kt qu
là s hn lon không khí có th gây nên t l li rt ln do s ng ca tín hiu thu
c. S hn lon không khí ph thuc vào: nhi  và áp su    cao
truyn dn, t ng ng ca hn lon h thng FSO
bao gm:
- Lch tia: Tia bc x quang do ng ca hn lon không khí b lch khi
ng truyn thng u cu này khin máy thu gc
x quang và có th c khi bc x quang b lch quá mc
- S trôi búp: tâm cc b di chuyn trên mt phng thu ca màn
chn thu do s i v góc ti ca tia sang
- Chùm tia b phân k phân k ca chùm tia bc x b n
ng tán xu này dn ti s suy gim v m công sut ca bc x thu.
- S nhp nháy: S nhp nháy là s bii v không gian c sáng
gây ra bi s hn lon không khí. Gió và s i nhi to ra nhng túi khí có mt

Page21
 i nhanh dn ti s i nhanh ch s chit xu
gây ra s hn long thc tính thay
i theo thi gian và làm t l li ca các h thc bit là khi có
ánh sáng mt tri.
- S i phân cc: khi tia bc x ng hn lon, trng thái

phân cc ca tia bc x s b i. Tuy nhiên vi tia bc x phân cc ngang, s thay
i v trng thái phân cc này có th b qua.
1.6.3 Máy Thu
Máy thu có nhim v nhn d liu truyn dn t máy phát qua kênh truyn.
1.6.3.1 Thành Phn Ca Máy Thu
Máy thu gm nhng thành phn sau:
- Thu kính thu: thu thp và tp trung bc x n máy thu vào b tách
sóng quang. Kh càng ln thì càng tt vì thu kính s có kh p và tp
trung các bc x quang t
- B lc thông di quang: Có nhim v lc và làm gim bt các loi bc x
nhiu nn.
- B tách sóng quang: Có nhim v tách thông tin t bc x quang sang tín
hin.
- Mch x lý sau tách sóng: Có nhiêm v khui tín hiu, lc và x lý tín
hi m bo có th phc hc d lic truy
1.6.3.2 Phân Loi Máy Thu
Các loc chia ra làm hai loi chính:
- Máy thu chuyi trc tip: loi máy thu này chuyi trc tip t ng
 hoc công sut tc thi ca bc x ng lên b tách sóng quang. Chính vì
th u ra ca b tách sóng quang t l vi công sut ca bc x quang. Vic trin
khai máy thu loi này rn và thích hp nht cho nhng h thu ch ng
 quang.

Page22
- Máy thu chuy i tng hp: Loi máy thu này làm vic da trên hin
ng trn ln ca các bc x ng bc x n b tách sóng quang s
c trn ln vi mng bc x c to ra ngay ti b mt ca b tách
sóng quang. Máy thu chuyi tng hp có th chia ra thành hai long
tn và máy thu khác tn. Vng tn, bc x c to ra trên b mt
ca b tách sóng quang có tn s c sóng ging vi tn s c sóng ca bc x

ti. Máy thu khác tc li, bc x quang to ra trên b mt ca b tách sóng
quang khác vi bc x quang ti. Khác vi máy thu vô tuyn tng hp,  máy thu quang
tng hp, bc x quang to ra do b ng trên b mt ca b tách sóng quang không
cn phi có cùng pha vi bc x tm ca máy thu quan tng hng
i d  khui tín hiu ti tn s trung tn à t s tín hiu trên tc ci
thi bt ca b to bc x 
u Ch Trong FSO
2.1 Mô Hình Kênh Truyn
 trên, thông tin FSO là h thng thông tin không dây vng
truyn dng, có th , trong không khí (khí quyi
  án này s ch tp trung nghiên cu v các h thng FSO
ng không khí (khí quyn). Vì th mà kênh truyn  c hiu là kênh
truyng không khí. Tia bc x n không khí chu
nhiu ng ca các hin lou kin thi ti
2.1.1 Gii Thiu V Hn Lon Không Khí
Hn lon không khí là v gây ng ln nhn hong ca mt tuyn
 t cho các nhà thit k và
qun lý mt tuyng không khí (khí quyn)
Nguyên nhân gây nên hn loc gic x mt tri
b hp th bi b mt làm cho lp không khí gn b mt p
không khí  trên cao. Lp không khí có nhi  i tr nên nh t
 gi) bay lên và hòa trn mt cách hn lon vi lp không khí l

Page23
 trên cao gây nên hing nhi ca không khí b ng mt cách ngu nhiên.
S ng b v nhi và áp sut này gây nên s i mt cách ngu nhiên
v chit sut ca các lp ng này này gi là s hn lon không khí.
Trong tt c các ng ca hn lo cp  phc, phn này ch
mô hình hóa s ng ca công su  c do  ng ca hn lon
không khí bi vì trong h thng FSO s du ch  và chuyi trc tip,

ch có công su ca bc x thu mi là v gây ng ln toàn
b h thng. S hn loc phân loi d ca s
i chit sut không khí. Các mô hình hn lon không khí này là hàm ca khong
cách truyn ca bc x  c phân loi thành các mô hình
u kin hn lon yu, va, mnh và bão hòa.

Fig. 2. 1: Ví dụ trực quan về hỗn loạn không khí
Trong phn này, nhng mô hình miêu t hàm m xác sut ca s ng v
 bc x i vì s cc k phc tp trong vic mô hình hóa
hn lot mô hình nào có th c s dng cho tt c u
kin hn loc lit kê  trên. Chính vì v án này, tác gi
s dng ba mô hình hc s dng và công nhn rng rãi nh
là ba mô hình log-normal, gamma-t
c ng du kin hn lon yu, hn lon mnh, và hn
lon bão hòa.

Page24
2.1.2 Kênh Truyn Hn Lon Không Khí
Hn lon không khí gây nên s ng ngu nhiên v chit sut không khí trên
ng truyn ca bc x quang qua không khí. S i ngu nhiên này ph
thuc vào nhi, áp su cao và t gió. S i v hn lon không khí v
mt th là mili giây. Giá tr này rt ln so vi chu k ca ký
t. Chính vì vy mà kênh hn lon khôc coi là kênh fading chm.
Mi quan h gia nhi và chic th hin b
3 2 6
1 77.6(1 7.52 10 ) 10 ,
e
P
n
T


  
    

Eq. 2. 1
ng c m ti chit sut không khí c xét
n bi vì ng này có th b i v
trong hu ht các ng dng v k thuât, t i ca chit sut không khí so vi
nhi c th hin b
5
2
7.8 10 ,
e
e
dn P
dT
T

  

Eq. 2. 2
P là áp suât khí quyn, T
e
là nhi khí quyn, và  c sóng. V cao
gn mc bin, t i ca chit sut không khí so vi nhi có th ly
sp x:
6
10
e
dn

dT


K
-1
.
Chit sut không khí ph thuc vào v trí và thc ký hiu bi n(r,t). Chit
sut có th ng ca giá tr chit sut trong không gian t gio khi không
có hn lon không không khí n
0
, và thành phng ngu nhiên ph thuc vào hn
lon không khí n
1
(r,t). Chính vì vy, ta có:
11
( , ) ( ).n r t n r vt

Eq. 2. 3
  v(r) là t  ca thành phn gió vuông góc v n truyn ca bc x
quang. Trong hn lon không khí, mt tham s quan trng th hi ng
ca chit su cu trúc khúc xa
2
n
C
. Giá tr ca
2
n
C
thay d cao và
c s dng nh tính toán

2
n
C
là mô hình Hufnagel-


Page25
2 2 10 6 2
5
( ) 0.00594( ) ( ) exp( ) 2.7 10 exp( ) (0)exp( ),
27 1000 1500 100
10
nn
v h h h h
C h C

      

Eq. 2. 4
vi
2
(0)
n
C
là giá tr chun hóa ca
2
n
C
ti m là m
-2/3

 cao tính theo
m. Giá tr ca thông s  cao, vì vy mà vi kênh truyn nm ngang,
thông s i trong sung truyn dn. Giá tr ca thông s
i t 10
-12
m
-2/3
u kin hn lon mnh ti 10
-17
m
-2/3
u kin hn lon
yu. Giá tr trung bình ca thông s
2
n
C

là 10
-15
m
-2/3
.
Mt thông s  th hin s i ca nhi ông s cu trúc nhit
. Thông s c ký hiu
2
T
C
và có liên h vi
2
n

C

2
22
.
nT
e
dn
CC
dT





Eq. 2. 5
Trong min ph, m ph công sut ca s ng v chit sut không khí liên h
vi
2
n
C


 
2 11/3
n
0.033 ,
n
K C K




Eq. 2. 6
 sóng không gian.
c tính ngu nhiên và không nh cng hn lon không khí,
r có th biu th c tính cng bc.
 có th c tính thng kê, hay còn gi là hàm
m xác suai, ca mt bc x ng hn lon
không khí, nhng gi  c s dng:
- Khí quyn là mt kênh truyn không tán x i vi các sóng truyn trong nó.
Gi nh này có th c giquá trình hp th sóng hoc bc x
truya khí quyn, nhi so vng nhit cung cp
bi mt trng ca nó ti chit sut ca kênh truyn là
.
- Quá trình phân tán ánh sáng gây ra bi các lung hn lon không khí không
gây ra mc truyng trung