Ăng ten thông minh giải pháp cho thông tin di động trong tương lai

ThS. NGUYỄN MẠNH HÁI
ạ mu mỉm Ma
giải
pháp cho thông tin di động
trong
tương lai
NHÀ XUẤT BẢN BƯU ĐIÊN
ĂNG
TEN
THÕNG
MINH
giải
pháp
cho
thông
tin
di
động
trong
tương
lai
ThS.
NGUYỄN
MẠNH
HÀI
ĂNG TEN THÔNG
MINH
giải
pháp cho thông tin di động

trong
tương lai
ĐẠI
HỌC
THÁI
NGUYỄN
TRUNG TẮM HỌC LIỆU
NHÀ
XUẤT
BẢN
BƯU
ĐIỆN
Hà Nội, tháng 3 - 2005
í
ThS.
NGUYỄN
MẠNH
HẢI
ĂNG TEN THỐNG
MINH
giải
pháp cho thông tin di
động
trong
tương lai
ĐẠI
HỌC
THẤI
NGUYÊN
TRUNG

TÂM
HỌC
LIỆU
NHÀ
XUẤT
BẢN
BƯU
ĐIỆN
Hà
Nội,
tháng
3
-
2005
ThS.
NGUYỄN
MẠNH
HẢI
ĂNG TEN THÔNG
MINH
giải
pháp cho thông tin di động
trong
tương lai
ĐẠI HỌC THẤI NGUYÊN
1
TRUNG
TẮM
HỌC

LIỆU
NHÀ
XUẤT
BẢN
BƯU
DIỆN
Hà
Nội,
tháng
3
-
2005
Mã
sỏ:
HV
02
HM
05
LỜI
NÓI ĐẨU
Hiện
nay tốc
độ
phát
triển
của thông tin
di
động
đang tăng lên
rất

nhanh,
tiêm năng sù
dụng
các
dịch
vụ và thiết bị di
động
khá
lớn,
vấn
đề
đặt
ra là
làm
sao
phải
nâng
cao
dung
lượng
cùa
hệ
thống
thông
tin
di
động.
Công
nghệ
ăng

ten thông
minh
ra
đời
đã
đáp
ứng
được
yêu cầu trên. Ảng ten thông
minh
có
thể
kết hợp
hiệu
quà
với
nhiều
kỹ
thuật
khác
trong
mạng,
cho
phép
điều
khiển
và
quy
hoạch
mạng,

giúp
tối
ưu
hoa cấu trúc
mạng
vô
tuyến.
Nhằm
giới
thiệu công
nghệ
trên đến bạn đọc, Nhà
xuất
bản
Bưu
điện
xuất
bàn
cuốn
sách
"Ăng ten thông minh: giải pháp cho
thông
tin
di động trong tương lai".
Cuốn
sách
gồm
3
chương:
Chương

ì
:
Giới
thiệu khái
niệm,
nguyên tắc, tính
năng
cùa ăng
ten thông
minh,
các
thuật
toán
định
dạng
chùm
sóng, các khả năng
ứng
dụng
thuật
toán và cấu trúc máy thu ăng ten thông
minh
vào
từng
loại
ô
cụ
thê
trong
mạng

thực.
Chương 2:
Phàn tích
lợi
ích
cùa
kỹ
thuật
SDMA
thực
hiện
bang
ăng ten thông
minh
trong
hệ
thống
thông tin di
động.
Nghiên cứu
đánh giá khả năng cải thiện chì tiêu cùa các hệ
thống
GSM và
CDMA
nhờ
ăng
ten thõng
minh.
Chương 3:
Giới

thiệu một
số
kết
quả nghiên cứu,
áp
dụng
công
nghệ
ăng ten thõng
minh
trong
thực
tê hiện nay trên
thế
giới
nhằm
cải
thiện chi tiêu cùa
hệ
thống
thông
tin
di
động,
đưa ra một
số
khó
khăn cần giãi
quyết,
xu

hướng
phát
triển
công
nghệ
này
trong
tương
lai
và
khả
năng áp
dụng
ờ
Việt
Nam
trong
thời
gian
tới.
Hy vọng cuốn sách là tài
liệu
tham
khảo
hữu ích cho
các
cán
bô
của ngành
Bưu

diên, các kỹ thuât viên
quản
lý vân hành
mạng
những
nhà sàn xuất thiết bị và hệ
thống
thông tin di động,
nhũng
nhà
cung
cấp
dịch
vụ và các nhà khai thác
quan
tâm đến ảng ten
thông minh
và
quan
tâm đến
việc
nâng
cao
chất
lượng cho
thông
tin
di
động.
Y kiến đóng góp cùa quý vị và bạn đọc xin gửi vé Nhà xuất bân

Bưu
điện
-
18
Nguyên
Du,
Hà
Nội.
Trân
trọng
cảm
ơn./.
Hà Nội, tháng 3 năm 2005
NHÀ
XUẤT
BẢN
BƯU
ĐIỆN
MỎ
ĐẨU
Xã
hội
càng phát
triển,
nhu cầu
về
thông tin
di
động cùa con
người

trong
xã
hội
ngày càng trở lên mạnh
mẽ,
đòi
hỏi
nâng cao
dịch
vụ cả về
chất
lượng và số lượng. Các nhà khai thác muốn
cung
cấp
dịch
vụ thõng tin di động cho càng nhiều
người
càng
tốt
trong
giới
hạn đầu tư về công nghệ, về chi phí sử
dụng
tài
nguyên phổ tần số Còn mỗi
người
sử
dụng
đều
mong

muốn
chất
lượng
dịch
vụ tốt hơn, giá thành rẻ hơn, sử
dụng
dịch
vụ
thuận
tiện
hơn, nhiều
loại
dịch
vụ hơn nữa, đặc biệt các
dịch
vụ
truyền số
liệu,
dịch
vụ
hình ảnh, âm
thanh,
v.v
Có thể nói nhu cầu về thòng tin di đông hiện nay là cực kỳ
to
lớn,
cần thiết, nó thúc đẩy sự phát
triển
cùa thông tin di động
theo

hướng toàn cầu hóa về mọi phương diện. Tuy nhiên muốn
làm được điều này,
chắc
chắn
phải dựa trên các kỹ thuật và công
nghệ tiên
tiến.
Với
lý do đó, luôn tổn tại một động lực mạnh mẽ thúc đẩy
các công nghệ mới liên tục ra
đòi,
phát
triển
và hoàn thiện nhằm
hỗ trợ
hệ
thống thông tin di động tăng cường các khả năng
dịch
vụ
của mình. Đồng thời
cũng
đặt ra các yêu cầu tìm hiểu, ứng
dụng
công nghệ mới vào
hệ
thống thông tin di động sao cho phù
hợp
với
điều
kiện

cùa các nước đang phát
triển.
Để
cải thiện các chi tiêu hệ thống, nâng cao khả năng
cung
cấp
dịch
vụ cùa hệ thòng thông tin di động, hiện nay có một
cõng nghệ mới đang
trong
giai đoạn đầu được nghiên cứu thử
X
Ang
ten
thông
minh
nghiệm và
triển
khai áp
dụng
vào
thực
tế, đó là công
nghệ
ảng
ten thông minh.
Công
nghệ
ăng ten thông minh hay ăng ten thích nghi
trong

thông
tin
di
động đã thu hút được
sự
quan
tâm to
lõm
trong
những
năm gần đây trên
phạm
vi
toàn
thế
giới.
Nguyên nhân cơ
bàn
để
ăng ten thông minh ra đòi là nó tạo ra khả năng tăng
dung
lượng
cao
trong
hệ
thống
thông tin di động,
thực
tế đã
chứng

minh là
có thể tăng 3 lẩn vói hệ
thống
TDMA và tâng tới 5 lẩn với hệ
thống
CDMA
thông thường. Ảng ten thông minh cho
phép
thực
hiện
kỹ
thuật
đa truy
nhập
theo
không
gian
(SDMA:
Spatial
Division Multiple
Access)
một cách đầy đủ
nhất,
mang
lại
nhiều
lợi
ích khác
nhau
cho hệ

thống.
Mặt
khác ăng ten thông minh có
thể kết hợp hiệu quả vói nhiều kỹ
thuật
khác
trong
mạng,
cho
phép điều khiển và quy
hoạch
mạng,
giúp tối ưu hóa cấu trúc
mạng
vô
tuyên v.v
Đã
có nhiều công trình nghiên cứu tập
trung
vào ăng ten
thông minh nhưng việc phối hợp ăng ten thông minh
trong
các
mạng
hiện tại và tương lai vẫn chưa
thực
sự rõ ràng, toàn diên.
Trên
thực
tế, mặc dù có

những
lợi ích nổi bật nhưng ăng ten
thông minh chưa được ứng
dụng
một cách rộng rãi
vào
các lĩnh
vực
thực
tiễn,
đối
với
nhiều
người
khái niệm ăng ten thông minh
còn tương
đối
xa
lạ.
Trên cơ sờ
đó,
cuốn sách này
nhằm
mục đích tìm hiểu rõ
về
khái niệm ăng ten thông minh, nguyên tắc
cơ bàn
cùa công
nghệ
này, nghiên cứu kỹ

thuật
đa truy
nhập
theo
không
gian
bằng
ăng
ten thông minh vói
tiềm
năng cải thiện chi tiêu cùa hệ
thống
thòng tin di động, từ đó đánh giá vị trí
lợi
ích và khả năng
thực
Mỏ
đẩu
9
thi
cùa ăng ten thông minh
trong
hệ
thống
thông tin di động nói
chung.
Nội
dung
cũng
mô

tả một
số kết
quả nghiên cứu,
áp
dụng
công
nghệ
ăng ten thông minh
trong
thực
tế hiện nay trên thế
giới
nhằm
cải thiện chì tiêu của
hệ
thống
thông
tin
di động, đồng
thời
thảo
luận
về
những
khó khăn cẩn
giải
quyết, xu hướng phát
triển
công
nghệ

ăng ten thông minh
trong
tương lai
và
khả năng
áp
dụng
công
nghệ
này
ở
Việt
Nam.
Ngoài ra cuốn sách còn tổng kết lại
tiềm
năng lợi ích cùa
ăng ten thông minh
trong
hệ
thống
thông tin di động hiện tại và
tương lai;
khẳng
định vai trò không thể thiếu của nó
đối
với sự
phát
triển
của thông tin di động mặt đất
và

thông
tin
cá
nhân
trên
cơ sở
hiện
trạng phát
triển
của công
nghệ
ăng ten thông minh và
điều
kiện
thực
tế của
Việt
Nam. Cuốn sách
cũng
đưa ra một số
hướng
triển
khai và phát
triển
của ăng ten thông minh ỏ
Việt
Nam
trong
thời
gian

tới.
Chương Ì
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĂNG TEN
THÔNG
MINH
TRONG
HỆ
THONG
THÔNG
TIN
DI
ĐỘNG
1.1 GIỚI THIỆU VÊ CÔNG NGHỆ ĂNG TEN THÔNG MINH
TRONG
THÔNG
TIN
DI
ĐỘNG
1.1.1 Khái niệm ăng ten thông minh
Cho đến nay các ăng ten trạm gốc
được
sử
dụng
vẫn là ăng
ten
vó
hướng hay ăng ten
dẻ
quạt.

Việc sử
dụng
các
ăng
ten này
có thể coi là một sự lãng phí công
suất
cấc thiết bị thu phát cùa
hệ
thống
vì
phần
lòn năng lượng sẽ phát xạ ra các hướng khác
nhau
so
với
hướng
về
phía
người
sử
dụng
mong
muốn. Thêm vào
đó,
phần
năng lượng phát xạ ra
các
hướng khác ấy
thực

tế sẽ trờ
thành
các
nhiễu, gây ra
bời
những
người
sử
dụng
ngoài ý
muốn.
Ý
tưởng
ăng
ten thông minh là
sử
dụng
giản
đồ
ăng
ten trạm
gốc không cố
định,
mà
biểu
đổ
bức
xạ
được
biến

đổi
phù
hợp
với
các điều
kiện
truyền sóng hiện
tại
và có thể tạo ra các
búp
sóng
theo
ý muôn
trong
giản đổ ăng ten.
Bằng
cách
khuếch
đại độ
tăng ích ăng ten
theo
hướng có thông tin
mong
muốn,
đồng
thời
tạo ra giàn đồ
với
hướng phát
xạ

nhỏ (thậm chí
tới
0)
về
phía vật
gây nhiễu, ăng ten thông minh có thể tránh
được
tối đa
những
nguồn
nhiều không
mong
muốn,
đồng
thời tăng khả năng thu
thông tin hữu ích, từ đó làm cho
chất
lượng của tuyến kết nối
thông tin có thể
được
cài thiện một cách đáng kể, vói nhiều ưu
12 Ăng ten thông
minh
điểm
khác
nhau.
Hình ảnh của một ăng ten thông
minh
có
nhiều

búp sóng cực
đại
thay
đổi
linh
hoạt
như trên hình 1.1.
Hình 1.1 Minh họa giàn đồ phát xạ của một ăng ten thõng minh
Điểu này có thể hình dung như một ăng ten chỉ hướng chùm
sóng (búp sóng) vế phía thành
phần
được
liên lạc. Sự khác
nhau
giữa
khái
niệm
ăng ten thông
minh
và ăng ten cố
định
được
minh
họa ờ hình Ì .2.
(1):
Ang
ten
dẻ
quạt
tiêu

chuẩn
65*
(2):
Ang
ten
dàn
pha
(PA),
thuê
bao
1;
chuyển
động
theo
chiểu
kim
dóng
hố
(3):
Ang
ten
dàn
pha
(PA).
thuê
bao
2;
chuyển
động
ngược

chiểu
kim
dâng
hố
(4):
Dẻ
quạt
khác
Hình Ì .2 Mình họa sự khác nhau giữa giàn đó phái xạ
cua trạm góc truyền thống và trạm gốc ăng ten thòng minh
Chuông
1:
Tổng
quan
vế
công
nghệ
ăng
ten
thông
minh
13
Các nguyên tắc
chung
của ăng ten thông minh là phù hợp
với
cả hệ
thống
TDMA (GSM) và hệ
thống

CDMA
(IS-95
và
UMTS).
Trong
cuốn sách này,
phần
lớn các kỹ
thuật
được trình
bày và các kết quả thử nghiệm dựa trên các phép
kiểm
tra dựa
trên
TDMA,
vì vậy cuốn sách không đi sâu phân tích cụ
thể,
toàn
diện
được tất cả các mặt của công
nghệ
ăng ten thông minh
trong
thông tin
di
động nói
chung.
Tuy nhiên, một
quan
điểm

toàn diện
về ăng ten thông minh ứng
dụng
cho CDMA đã được Liberti và
Rappaport
đưa ra
và
nghiên cứu kỹ lưỡng.
1.1.2 Động lực phát
triển
cồng
nghệ
ăng ten thông minh
Công
nghệ
ăng ten thông minh là công
nghệ
còn hết sức
mới
mẻ nhưng là một xu hướng đẩy
tiềm
năng
trong
kỹ
thuật
xử
lý
theo
không
gian

trong
thông tin di động. Ngoài ra ăng ten
thông minh còn có thể phân biệt
những
người
sử
dụng
khác
nhau,
thông qua không
gian
hay còn gọi là phương pháp đa truy
nhập
phân
chia
theo
không
gian
(SDMA:
Spatial
Division
Multiple
Access).
Bằng phương pháp SDMA, nhiều
người
sử
dụng
trong
cùng một ó (cell) có thể sử
dụng

cùng một kênh
thông tin vật
lý:
cùng sóng
mang,
cùng khe thòi
gian
và
cùng mã
trải
phổ. Việc nghiên cứu và áp
dụng
ăng ten thông minh
trong
thông tin vô tuyến tổ ong bắt đầu từ
những
năm đầu
thập
kỷ
1990 và sự chú ý đến công
nghệ
này ngày càng tăng lên vì đa
truy
nhập
phân
chia
theo
không
gian
được xem như là bước đột

biến
trên con đường khai phá
nhằm
nâng cao
dung
lượng của hệ
thống
bị
giới
hạn bời phổ tần.
14
Ăng
ten
thòng
minh
Trong
tương
lai,
ăng ten
thông
minh
còn
nâng
cao hon
nữa
hiệu
suất
sử
dụng
năng

lượng
và
phổ
tần
số,
làm tăng năng luông
thu
hữu
ích
cũng
như
giảm
thiểu
các
nhiễu
và
khả
năng gây
nhiễu.
Cùng vái
việc
tăng
dung
lượng,
ăng
ten
thõng
minh
còn
một

số
ưu
điểm
khác
đối
với
mạng tế
bào
bao gồm
tăng vùng phù
sóng,
nâng
cao mức bảo mật của hệ thống, tạo
điều
kiện
triển
khai
thực
hiện
các
dịch
vụ
mới.
Điều
này sẽ
được
trình bày
chi
tiết
hơn ở

phần
sau.
Có
thể
tóm
tắt
động
lực
thúc
đẩy
sự
ra
đời
và
phát
triển
công
nghệ
ăng
ten
thông
minh
trong
thông
tin
di
dộng
như
sau:
-

Triệt
nhiễu
ỏ
đường
lẽn
và
đường
xuống
V
Dung
lượng
Ì
-
Cải
thiện
SNR
nhờ
có
khuếch
đại
ăng
ten
Ì
Phạm
vi
phù sóng
ỉ
/
-
Giảm

thiểu
hiện
tương
đa
đường
/
Chất
lượng
dịch
vụ
(QoS).
'
tốc
độ
bít,
tốc
dỏ
di
dõng
Hình 13 Công nghệ áng len thông minh
Dụng
lượng
mạng,
phạm
vi
phủ
sóng.
điền
đầy
"điểm

chết",
ít
trạm
gốc
hơn,
QoS
cao
hơn,
các
dịch
vụ
mói > Các lợi ích.
Thị trường mới cho các trạm gốc hiện đại hơn,
điếu
khiển
mạng
vô
tuyến
mềm
dẻo
hơn
QoS cao hơn, linh hoạt hơn, bảo mật thõng
tin,
các
dịch
vụ
mái,
tuổi
thọ
ắc

quy
dài
hơn
Nhà
khai
thác
Ị sàn
xuất
và Bào
duỡng
ị
Người
sử dụng ~^^>
Hình 1.4 Các im điềm cùa công nghệ ăng len thông minh
Chương
1:
Tổng
quan
vế
cõng
nghệ
áng
ten
thông
minh
15
Với
các đặc điểm chính của ăng ten thông minh
như:
thu độ

nhạy
cao, có thể
thực
hiện đa truy
nhập
phân
chia
theo
không
gian,
loại
bỏ
nhiễu ờ
đường
lên và đường xuống, giảm
ảnh
hường
cùa pha đinh đa
đường.
Xét trên phương
diện
hệ
thống, điểu này
sẽ dẫn đến
dung
lượng hệ thống cao hem, phạm vi ô được mở
rộng, phạm vi phù sóng tăng lên
bằng
cách điền đầy các điểm
chết"',

chất
lượng
dịch
vụ
cao
hơn,
công
suất
tiêu thụ của máy
di
động
thấp
ờ trạm
di
động và khả năng điều khiển công
suất
tiêu
thụ
(xem hình 1.3 và 1.4).
Công nghệ ăng ten thông minh là một
trong
các công nghệ
mới
đã được đề
nghị
sử
dụng
trong
mạng vô tuyến tổ ong mới
nhằm cải thiện chỉ tiêu cùa

hệ
thống. Ăng ten thông minh có thể
kết
hợp
với
các kỹ thuật khác như tách sóng đa
người
sử dụng,
phân tập phân cực và mã hóa kênh
trong
mạng vô tuyến tổ ong.
Các tiêu
chuẩn
của
giao
diện không
gian
đang dần trở nên gần
gũi
với ăng ten thông minh và sự xuất hiện cùa phẩn mềm vô
tuyến làm cho ăng ten thông minh có thể tối ưu hóa
kiến
trúc
mạng vô tuyến và tích hợp ăng ten thòng minh vào
trong
mô-đem
thích nghi
trong
tương
lai

Một
câu hòi đặt ra: Tại sao ăng ten thông minh mới được
chú ý đặc biệt chỉ
trong
vài năm trờ
lại
đây mà không phải tù
khoảng
10
năm
về
trước?
Câu trả
lời
có
lẽ
là không đúng
nếu
cho
rằng đa số các nhà khai thác đã không thấy cần phải lo lắng
nhiều
lắm
về
dung
lượng và
hiệu
quả
phổ
tần của
hệ

thống thông
tin
di động.
Thực
tế
về
sau cho thấy, nếu các trạm gốc phải bám
111
"Điểm
chết"
là
vị
trí mà sóng vô
tuyến
điện
không
truyền
đến
dược
hoặc
truyền
đến
rất
yếu
do
điều
kiện
truyền
sóng
bất

lợi
trong
mồi
trường
thực
tế,
gây
ra
bởi
các
vật
càn
che
chắn
dày
đạc
hoặc
do
địa
hình quá
lồi
lõm.
Vì
vậy
tại
các
"điểm
chết", thõng
tin
vô

tuyến
khó
thực
hiện
đuọc
hoặc
không
đảm
bảo
chất
lượng
liên
lạc
16
Áng
ten
thõng
r
theo
đổng
thời
một số
lượng
lớn
người
sử
dụng
mạng,
thì
các giá

trị tính toán
trong
hệ
thống là rất
lớn,
đây
chính
là
nguyên nhăn
càn
trờ
việc đưa ăng
ten
thông
minh
vào
mạng
thực
tế. Chì
đến
gần đây nhò sự
ra
đời
của
các
bộ
xử lý
tín
hiệu
số (DSP:

Digital
Signal
Processor)
giá rẻ và đầy
sức
mạnh, các bộ
xử lý
da
mục
đích,
cũng
như các
kỹ thuật xử
lý tín
hiệu
bằng phần
mém
(tỉ
được
cải
thiện
rất nhiêu,
giúp
cho công
nghệ
ăng
ten
thông
minh
trờ

thành
hiện
thực
trong
hệ
thông thông tin di
động.
1.1.3 VỊ trí của cóng nghệ ăng ten thông minh
trong
thông tin di
động
tổ
ong
Ăng
ten
thông
minh
làm tăng độ
phức
tạp
và chi
phí
của
hệ
thống
nhưng
mặt
khác việc
điều
khiển

và quy
hoạch
mạng
dẻ
dàng hơn.
Mối
quan
hệ
của
ăng
ten
thông
minh
với
các
thành
phần
khác
trong
thiết
kế
mạng
tổ
ong
được
mô
tả
như ờ hình
1.5.
Quy

hoạch
mạng
Quản
lý,
diều
khiển
mạng
Cõng nghê
IC
Chuyển
mạch
vỏ
tuyên
Thuật
toán và
cấu
trúc máy
thu
Giao
điên
không
gian
•ìlĩ
Ị
.5 Mối quan hệ của công nghệ ăng ten thông minh
với các thành phàn chính của thiết
kế
mang toong
Chương
ì:

Tổng
quan
vé công
nghệ
ăng
ten
thông
minh.
17
Các
thành
phần
như
thuật
toán và cấu trúc máy thu ăng
ten
thông
minh,
quy
hoạch
mạng,
điều
khiển
mạng
là các thành
phần
chính
cùa mạng đã
được
nghiên

cứu
trước
công
nghệ
ăng
ten
thông
minh.
Trong
thập
kỳ
1990
người
ta
rất
lưu ý vào các phương
pháp
tối
ưu hóa ăng
ten
thông
minh,
các
tiêu
chuẩn,
các
kỹ
thuật
dự báo kênh và
cấu

trúc máy
thu.
Song
sự hội
nhập
cùa công
nghệ
ăng
ten
thông
minh
vào
mạng
hiện
tại
và tương
lai
vẫn
chưa
thực
sự
nổi
trội.
Mối
liên
quan
hai
chiều
giữa
công

nghệ
ăng
ten
thông
minh
với
các thành
phẩn
khác
trong
mạng là rất
chạt
chẽ. Muốn
cài
thiện
chì tiêu
mạng
vô
tuyến,
các
thuật
toán
và
cấu
trúc
máy
thu
ảng
ten
thông

minh
sẽ
phải
tối
ưu
hóa
theo
điều
kiện
truyền
dẫn,
môi
trường
nhiễu,
tải yêu cầu
tương
ứng
và
Bự
di
'chuyên
cừu
người
sử
dụng
trong
ỏ mà các
tham
số
này

lạ
ttic8|quBW»f{flỊ)!
BI
hoạch
mạng.
TRUNG
TÂM
HỌC
LIỆU
Mặt
khác các
tham
sô máy thu ăng
ten
thông
minh
rát
quan
trọng
cho
dung
lượng,
vùng phủ
và
quy
hoạch
nhiêu
trong
mạng
nên các

tham
số
này
phải
tương tác
chật
chẽ
với
giao
thức
điều
khiển
mạng
ờ các lớp khác
nhau.
Các
thuật
toán ăng
ten
thõng
minh
sẽ
phải
tương thích
và
tối
ưu hóa
với
giao
thức

mạng.
Trong
khi
vừa duy trì
chất
lượng
kết
nối
yêu cầu,
giao
thức
điều
khiển
lớp
đoạn
kết
nối
vừa
thực
hiện
giám
sát
kênh và
nhiễu,
còn
các
lớp
cao
hơn
của

giao
thức
này
phải
phân phối tài nguyên vò
tuyến
với
tín
hiệu
yêu cầu
nhò
nhất.
Việc
lựa
chọn
một thuật
toán và
cấu
trúc máy
thu
ăng
ten
thông
minh
còn
phụ
thuộc
vào
giao
diện

vô
tuyến
và các
tham
số
của
nó. Một
số
các yếu
tố
kỹ
thuật có
liên
quan
đến lựa
chọn
18
Ang
ten
thõng
minh
thuật
toán và
cấu
trúc máy
thu là:
phương pháp
đa
truy
nhập,

phương pháp
truyền
song
công,
khả
năng
hoa
tiêu,
điều
chế
phán
tập,
phân kênh
lớp
vặt
lý và
cấu
trúc
khung.
Trong
việc
quy
hoạch
mạng,
các ăng
ten
thòng
minh
có
thể

kết
hợp
tốt
với
các kỹ
thuật
khác
như
là
nhảy
tấn,
phân
láp
macrô.
Các
nhà
thiết
kế
hệ
thống
có
một số
giải
pháp
để
tối
ưu
hóa
vị
tri

trạm
gốc
và các
tham
số
ăng
ten cho
sự
phân
phổi
tài và
môi
trường
truyền
dẫn.
Một
số
chiến
lược
khả
dụng
là:
sử
dụng
ảng
ten
thông
minh
ờ
trạm

gốc
ờ
đường
lên
để
tăng
vùng phù
sù
dụng
ăng
ten
thông
minh
đồng
thời
ở
đường
xuống
và
dường
lên
để
cải
thiện
dung
lượng.
Có thể sử
dụng
áng
ten

thông
minh
ờ
trạm
di
động
mà không
cài đặt ăng
ten
tại
trạm góc, ăng
ten
thòng
minh
cũng
có
thỉ
cài đặt
đổng
thời
tại
trạm gốc
và
trạm
di
động
đe
ỊỉịiặtỊ
lận
bác

kênh
song song
SDMA
(Spatial
Division
Multipíé.Acbess:
Efa
truy
nhập
theo
không
gian)
giữa
một
máy
di
;dạỊVg.\ầAiiạm
gác*
Trong
trường
hợp
này có
thể
truyền
tốc
độ
cao
hơn
bắng
cách

tách
luồng
dữ
liệu
vào các kênh
song
song
Đê có
thể
hiểu
rõ hơn
được
khả
năng,
ảnh
hưởng
cùa
ăng
len
thông
minh
trong
hệ
thống
thông
tin
di
động,
sau
đây chúng

ta
sẽ
tìm
hiếu
một cách khái quát về
thuật
toán và cấu trác máy thu
ăng
ten
thông
minh.
Ì .2 CÁC THUẬT TOÁN VÀ CẤU TRÚC MÁY THU
ĂNG
TEN
THÔNG
MINH
1.2.1 Nguyên tác và các mức độ thõng minh
cùa ăng
ten thông
minh
Cụm tù
"Smart
Antenna"
có
nghĩa
như
thế
nào? Cơ
sờ
lý

thuyết
về
ăng
ten
thòng
minh
không phái là
mới,
ý
tường
cùa
ky
Chương
1:
Tổng
quan
về
cõng
nghệ
ăng
ten
thông
minh
19
thuật dã được
sử
dụng
từ
nhiều
năm về

trước trong
Chiến
tranh
Điện
từ
(EWF) như
là các
biện pháp
dối
phó
với
nhiễu
điện
từ.
Các
hệ
thống
ra-đa quân
đội
cũng
có
những
kỹ
thuật
tương
tụ
đã
được
sử
dụng

trong
Chiến
tranh
Thế
giới
lần
thứ
Hai.
Về
nguyên tắc, có một
số
cách làm
cho
búp
sóng
ăng
ten
có
thể điều chình
được
một
cách thích
nghi,
ví dụ
như các
ăng
ten
được
điều
khiển

bằng
cơ
học.
Kỹ
thuật
duy
nhất
dùng
để
sù
dụng
cho
các
hệ
thống
di
động
trên
mặt đất
và thông
tin cá
nhân
là
dàn
ăng ten bời
vì để
định
dạng
được
búp sóng

cùa
ăng
ten
thông
minh,
nguyên
tắc
chung
là
sử
dụng
dàn ăng
ten.
Vói
suy nghĩ là các nguồn
nhiễu
hiếm
khi ả
cùng
một
khu vực
địa
lý
với
người
sử
dụng,
vì vậy nếu
khuếch
đại

đô
tăng
ích ăng
ten
theo
hướng
mong
muốn
và
đồng
thời đặt
huống
phát
xạ
nhò
(càng gần giá trị
0
càng tốt)
vào
hướng
của
nhiễu
thì
chất
lượng
của
kết
nối
thông tin có thể
được

cải thiện một cách đáng
kể.
Trong các hệ thống
thông
tin cá
nhân
và di động, nguồn
nhiễu
là những
người
sử
dụng
khác
với
một
người
sử
dụng
hiện
đang
sử
dụng.
Trên đây
là
khái niệm
có
tính
mở
để
cho

ta
có
thể
nhặn
thấy
sự
khác
nhau
giữa
một ăng
ten
thích
nghi
(thông
minh)
với
một
ăng
ten
cố
định
(không thông
minh),
đó
là
đặc tính
có búp
sóng
ăng
ten thích

nghi
so
với
búp sóng
cố
định
(hình
1.2).
Thông
thường,
từ
"ăng
ten"
chi
bao
gồm một
cơ
chế
chuyển
đổi
sóng điện
từ tự do
(EM:
Electro-Magnetic -
Điện
từ)
thành
tín hiệu
tần
số

vô
tuyến
(RF:
Radio
Frequency)
di
chuyển trong
mội
cáp
bọc
và các
phần tử
phát
xạ. Còn trong
cụm từ ăng
ten