Mô phỏng giản đồ BER của hệ thống trải phổ có sử dụng kỹ thuật Beamforming._2

Header Page 1 of 95.

LỜI CAM ĐOAN
Kính gửi : Hội đồng bảo vệ, khoa Điện Tử-Viễn Thông, hệ Sau đại học, trường
Đại Học Hàng Hải
Tôi tên là : Vũ Đức Huân
Lớp

: KTĐT 2013

Tên đề tài tốt nghiệp:
“Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật beamforming sử dụng antenna mảng trong
mạng tế bào của hệ thống thông tin di động”.
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả nêu
trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.
Hải Phòng, ngày 01 tháng 09 năm 2015
Người thực hiện
Vũ Đức Huân

i
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page1 of 95.


Header Page 2 of 95.

LỜI CẢM ƠN
Sau 2 năm học tập và nghiên cứu em đã hoàn thành khóa học và luận văn tốt
nghiệp của mình. Tập luận văn này là kết quả học tập tại Viện Sau đại học – Đài
học Hàng Hải – Ngành Điện Tử Viễn Thông và là thay lời cảm ơn chân thành
nhất của em đến tất cả các thầy cô giáo, những người đã tận tâm, nhiệt tình giảng

dạy tất cả các môn học để em có kiến thức thực hiện tốt đề tài.
Qua đây em gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Lê Quốc Vượng, người Thầy đã tận
tình hướng dẫn em trong suốt thời gian qua.
Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn của mình đến gia đình, những người đã
tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong việc học tập và động viên giúp đỡ em cố
gắng làm tốt đề tài tốt nghiệp.
Sau cùng, là lời cảm ơn đến tất cả các bạn bè, các anh chị đã giúp đỡ em
trong suốt quá trình học tập tại trường.
Hải Phòng, ngày 01 tháng 09 năm 2015
Sinh viên
Vũ Đức Huân

ii
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page2 of 95.


Header Page 3 of 95.

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ............................................... v
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................vi
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ..................................................................................... 3
Giới thiệu chung ........................................................................................................ 3
1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 .................................................................... 3
1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 2 .................................................................... 4
1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3: ................................................................... 5
1.4 Tổng quan về mạng WCDMA ............................................................................ 7

1.5 Phân tập không gian và thời gian ...................................................................... 14
1.6 Các bộ thu cơ bản .............................................................................................. 23
Kết luận chƣơng: ..................................................................................................... 25
CHƢƠNG 2. CÁC KỸ THUẬT VÀ THUẬT TOÁN BEAMFORMING ............ 27
2.1 Các kỹ thuật beamforming ................................................................................ 27
2.2 Kỹ thuật MSNR Beamforming ......................................................................... 27
2.3 Kỹ thuật MSINR Beamforming ........................................................................ 32
2.4 Kỹ thuật MMSE Beamforming ......................................................................... 35
2.5 So sánh MSINR và MMSE Beamforming trong một trƣờng hợp đơn giản ..... 37
2.6 Các thuật toán beamforming ............................................................................. 39
2.7 Thuật toán cho kỹ thuật MSNR ........................................................................ 39
2.8 Thuật toán cho kỹ thuật MSINR ....................................................................... 50
2.9 Thuật toán cho kỹ thuật MMSE ........................................................................ 61
Kết luận chƣơng: ..................................................................................................... 65
CHƢƠNG 3. CHƢƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG...................................................... 67
3.1 Giới thiệu chƣơng trình. .................................................................................... 67
3.2 Các lƣu đồ thuật toán......................................................................................... 68
iii
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page3 of 95.


Header Page 4 of 95.

3.3 Kết quả mô phỏng ............................................................................................. 72
Kết luận chƣơng: ..................................................................................................... 83
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................. 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 85
PHỤ LỤC ................................................................................................................ 86

iv

Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page4 of 95.


Header Page 5 of 95.

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Viết tắt

Giải thích

Ý nghĩa

AOA
AWGN
BER
BPSK
CDMA

Angle of Arrival
Additive White Gaussian Noise
Bit Error Rate
Binary Phase Shift Keying
Code Division Multiplex Access

CG
dB
DMI
DPCCH
DPDCH
EGC

ISI
GE
ML
MLSE

Coding Gain
Decibel
Diercted Matric Invesion
Dedicated Physical Control Channel
Dedicated Physical Data Channel
Equal Gain Combine
Inter Symbol Interfere
Generalized Eigenvalue
Maximum Likelihood
Maximum Likelihood Sequence Estimation

MMSE

Minimum Mean Square Error

MRC
OFDM
PAM
PSK
QAM
QPSK
RF
SC
SE
SER

SINR

Maximum Ratio Combine
Orthogonal Frequency Division Multiplexing
Pulse Amplitude Modulation
Phase Shift Keying
Quadrature Amplitude Modulation
Quadrature Phase Shift Keying
Radio Frequence
Selected Combine
Simple Eigen
Symbol Error Rate
Signal to Interference plus-Noise Ratio

SISO
SNR
TCM
TDMA

Single Input Single Output
Signal to Noise Ratio
Trellis Code Modulation
Time Division Multiple Access

WLAN
WCDMA

Wireless Local Area Network
Wideband Code Division Multiplex Access

v
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page5 of 95.

Góc đến tín hiệu
Cộng nhiễu trắng
Tỷ lệ lỗi bít
Điều chế pha PSK 2 mức
Đa truy cập phân chia theo
mã
Mã hoá cổng
Ma trận đảo trực tiếp
Kênh điều khiển vật lý
Kênh điều khiển dữ liệu
Tổ hợp cùng độ lợi
Nhiễu xuyên ký tự
Nhóm các giá trị riêng
Cực đại tối ƣu
Đánh giá chuổi cực đại tối
ƣu
Tối thiểu bình phƣơng sai
lệnh
Bộ tổ hợp tỷ số tối đa
Điều chế tần số trực giao
Điều chế biên độ xung
Điều chế pha
Điều chế QAM
Điều chế
Sóng radio
Bộ tổ hợp chọn lọc
Giá trị riêng đơn giản

Tỷ lệ lỗi ký tự
Tỷ số tín hiệu/ nhiễu giao
thoa và nhiễu nhiệt
Vào đơn ra đơn
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
Mã hoá lƣới TCM
Đa truy cập phân chia theo
thời gian
Mạng không dây
Đa truy cập phân chia theo
mã băng rộng


Header Page 6 of 95.

DANH MỤC HÌNH
Số hiệu

Tên hình

hình

Trang

1.1

Các giải pháp nâng cấp hệ thống 2G lên 3G

6

1.2

Lộ trình phát triển từ GSM lên WCDM

7

1.3

Phân bố tần số FDD và TDD

8

1.4

Các tín hiệu đa đƣờng

11

1.5

Các tín hiệu nhiễu giao thoa

12

1.6

Mảng antenULA

15

1.7

Mô hình Beamformer

19

1.8

Đồ thị bức xạ của anten dãy đối với góc đến tín hiệu là 00 và
nhiễu giao thoa là 450

21

1.9

Mô hình bộ thu Rake

23

1.10

Bô thu Beamformer-Rake

25

vi
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page6 of 95.


Header Page 7 of 95.

MỞ ĐẦU
Thời đại vô tuyến đã bắt đầu từ cách đây hơn 100 năm với sự phát minh ra
máy điện báo radio của Gudlielmo Marconi và công nghệ không dây hiện nay
đang được thiết lập với sự phát triển nhanh chóng đã đưa chúng ta vào một thế kỷ
mới và một kỷ nguyên mới. Sự tiến bộ nhanh chóng trong kỹ thuật vô tuyến đang
tạo ra nhiều dịch vụ mới và cải tiến với giá cả thấp hơn, dẫn đến sự gia tăng trong
việc sử dụng khoảng không gian thời gian và số lượng các thuê bao. Các xu hướng
này đang tiếp tục tăng trong những năm tới.
Mục tiêu của hệ thống thông tin thế hệ mới là cung cấp nhiều loại hình dịch
vụ thông tin cho mọi người vào mọi lúc, mọi nơi. Các dịch vụ được cung cấp cho
thuê bao điện thoại di động thế hệ mới như truyền dữ liệu tốc độ cao, video và
multimeadia cũng như dịch vụ thoại. Công nghệ thoả mãn được những yêu cầu
này và làm cho các dịch vụ đó được sử dụng rộng rãi được gọi là hệ thống di động
thế hệ thứ 3 (3G). Hệ thống thế hệ thứ 3 đáp ứng đáng kể phần thiếu hụt các tiêu
chuẩn thế hệ 2 hiện có, cả về loại hình ứng dụng và dung lượng. Hệ thống di động
số hiện tại được thiết kế tối ưu cho thông tin thoại, trong khi đó hệ thống 3G chú
trọng đến khả năng truyền thông đa phương tiện.
Cùng với nhu cầu tăng lên nhanh chóng của kênh truyền tốc độ cao thì bài
toán xử lý nhiễu giao thoa đồng kênh tăng lên làm ảnh hưởng đến dung lượng của
hệ thống cũng được đặt ra. Vì thế trong mạng di động phải có nhiều kỹ thuật xử lý
tín hiệu nhằm làm giảm ảnh hưởng của nhiễu. Các kỹ thuật đó gọi là kỹ thuật phân
tập tín hiệu. Trong đồ án này sẽ tìm hiểu về kỹ thuật Beamforming, điều khiển
hướng búp sóng của anten mảng về hướng đến của tín hiệu thu và hướng Null về
hướng đến của tín hiệu với mục đích phân tập làm giảm ảnh hưởng của nhiễu giao
thoa và nhiễu fading lên tín hiệu thông qua việc làm tăng tỷ số tín hiệu trên nhiễu
ở đầu ra của mảng anten mảng.
Nội dung đồ án gồm 3 chương :
- Chương 1:Trình bày tổng quan về mạng di động tế bào và hệ thống anten
trong mạng di động. Trình bày khái niệm phân tập không gian - thời gian. Phân

tập anten bằng bộ thu Beamformer-Rake.

1
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page7 of 95.


Header Page 8 of 95.

- Chương 2: Trình bày các kỹ thuật xử lý phân tập không gian bằng bộ thu
Beamformer. Các kỹ thuật xử lý bao gồm MSNR, MSINR và MMSE. Trình bày các
thuật toán tính toán cho từng kỹ thuật Beamformer.
- Chương 3: Chương trình mô phỏng thực hiện bằng ngôn ngữ Matlap gồm
các phần sau:

Mô phỏng các giải pháp điều khiển búp sóng anten dãy.

Mô phỏng giản đồ BER của hệ thống trải phổ có sử dụng kỹ thuật
Beamforming.

Mô phỏng chất lượng các bộ tổ hợp (SC, EGC, MRC) trong bộ thu
Rake (phân tập thời gian). Đánh giá bằng đồ thị BER.

Mô phỏng hệ thống WCDMA có sử dụng kỹ thuật phân tập Không
gian - Thời gian.

Hải Phòng, ngày 01 tháng 09 năm 2015

2
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page8 of 95.

Header Page 9 of 95.

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
Giới thiệu chung
Trong những năm gần đây, công nghệ không dây là chủ đề đƣợc nhiều chuyên
gia quan tâm trong lĩnh vực máy tính và truyền thông. Trong thời gian này công
nghệ này đƣợc rất nhiều ngƣời sử dụng và đã trải qua rất nhiều thay đổi. Quá trình
thay đổi thể hiện qua các thế hệ:
 Thế hệ không dây thứ nhất là thế hệ thông tin tƣơng tự, sử dụng công nghệ
đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA).
 Thế hệ thứ 2 sử dụng kỹ thuật số với công nghệ đa truy cập phân chia theo
thời gian (TDMA) và phân chia theo mã (CDMA).
 Thế hệ thứ 3 ra đời đánh giá sự nhảy vọt nhanh chóng về cả dung lƣợng và
ứng dụng so với các thế hệ trƣớc đó, và có khả năng cung cấp các dịch vụ đa
phƣơng tiện gói.
1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1
Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 chỉ hổ trợ các dịch vụ thoại tƣơng tự và sử
dụng kỹ thuật điều chế tƣơng tự để mang dữ liệu thoại của mỗi ngƣời, và sử dụng
phƣơng pháp đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA). Với FDMA, khách hàng
đƣợc cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong lĩnh vực tần số. Sơ
đồ báo hiệu của hệ thống FDMA khá phức tạp, khi MS bật nguồn để hoạt động thì
nó dò sóng tìm đến kênh điều khiển dành riêng cho nó. Nhờ kênh này, MS nhận
đƣợc dữ liệu báo hiệu gồm các lệnh về kênh tần số dành riêng cho lƣu lƣợng ngƣời
dùng. Trong trƣờng hợp số thuê bao nhiều hơn số lƣợng kênh tần số có thể, thì một
số ngƣời bị chặn lại, không đƣợc truy cập.
Phổ tần số quy định cho liên lạc di động đƣợc chia thành 2N dải tần số kế tiếp
và đƣợc cách nhau bởi một dải tần số phòng vệ. Mỗi dải tần số đƣợc gán cho một
kênh liên lạc, N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hƣớng lên, sau một dải tần phân

cách là N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hƣớng xuống.
3
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page9 of 95.


Header Page 10 of 95.

Đặc điểm :
- Mỗi MS đƣợc cấp phát một đôi kênh liên lạc trong suốt thời gian thông
tuyến.
- Nhiễu giao thoa do các kênh lân cận là đáng kể.
- BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS.
Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di động AMPS (Advanced
Mobile Phone System). Hệ thống di động này sử dụng phƣơng pháp đa truy cập
đơn giản. Tuy nhiên, hệ thống không thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng của ngƣời
dùng về cả dung lƣợng và tốc độ. Vì thế, hệ thống di động thứ 2 ra đời đƣợc cải
thiện về cả dung lƣợng và tốc độ.
1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 2
Với sự phát triển nhanh chóng của thuê bao, hệ thống thông tin di động thế hệ
2 đƣợc đƣa ra để đáp ứng kịp thời số lƣợng lớn các thuê bao di động dựa trên công
nghệ số.
Tất cả hệ thống thông tin di động thế hệ 2 sử dụng phƣơng pháp điều chế số và
sử dụng 2 phƣơng pháp đa truy cập :
- Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA.
- Đa truy cập phân chia theo mã CDMA.
Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA:
Phổ quy định cho liên lạc di động đƣợc chia thành các dải tần liên lạc, mỗi dải
tần liên lạc này đƣợc dùng cho N kênh liên lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe thời
gian trong chu kì một khung. Các thuê bao khác nhau dùng chung kênh nhờ cài
xen khe thời gian, mỗi thuê bao đƣợc cấp phát cho một khe thời gian trong cấu trúc

khung.
Đặc điểm:
- Tín hiệu của thuê bao đƣợc truyền dẫn số.
-

Liên lạc song công mỗi hƣớng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau, trong

đó một băng tần đƣợc sử dụng để truyền tín hiệu từ trạm gốc đến các máy di động
và một băng tần đƣợc sử dụng để truyền tín hiệu từ máy di động đến trạm gốc.
4
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page10 of 95.


Header Page 11 of 95.

Việc phân chia tần số nhƣ vậy cho phép các máy thu và máy phát có thể hoạt động
cùng một lúc mà không có sự can nhiễu lẩn nhau.
- Giảm số máy thu ở BTS.
- Giảm nhiễu giao thoa.
Hệ thống TDMA điển hình là hệ thống di động toàn cầu GSM. Máy di động kỹ
thuật số TDMA phức tạp hơn FDMA. Hệ thống xử lý số đối với tín hiệu trong MS
tƣơng tự có khả năng xử lý không quá 10 6 lệnh trong 1 giây, còn trong MS số
TDMA phải có khả năng xử lý 50.106 lệnh trong 1 giây.
Đa truy cập phân chia theo mã CDMA:
Trong thông tin di động CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều ngƣời
sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi mà
không sợ gây nhiễu lẫn nhau. Những ngƣời sử dụng nói trên đƣợc phân biệt với
nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên PN, đƣợc cấp phát khác nhau cho mỗi ngƣời
sử dụng.
Đặc điểm

- Dải tần tín hiệu rộng.
- Sử dụng kỹ thuật trải phổ phức tạp.
- Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cƣờng độ trƣờng rất
nhỏ và chống fading hiệu quả hơn TDMA và FDMA.
- Việc các thuê bao trong cùng cell dùng chung tần số khiến cho thiết bị
truyền dẫn đơn giản và việc thay đổi, chuyển giao, điều khiển dung lƣợng cell thực
hiện rất linh hoạt.
1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3:
Để đáp ứng kịp thời các dịch vụ ngày càng phong phú và đa dạng của ngƣời sử
dụng, từ đầu thập niên 90 ngƣời ta đƣa ra hệ thống thông tin di động tổ ong (mạng
tế bào) thế hệ thứ 3. Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 với tên gọi ITM-2000 đƣa
ra các muc tiêu chính sau:
- Tốc độ truy nhập cao để đảm bảo các dịch vụ băng rộng nhƣ truy cập
Internet nhanh hoặc các dịch vụ đa phƣơng tiện.
5
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page11 of 95.


Header Page 12 of 95.

- Linh hoạt để đảm bảo các dịch vụ mới nhƣ đánh số cá nhân và điện thoại vệ
tinh. Các tính năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể tầm phủ sóng của các hệ
thống thông tin di động.
- Tƣơng thích với các hệ thống thông tin di động hiện có để đảm bảo sự phát
triển liên tục của thông tin di động.
3G hứa hẹn tốc độ truyền dẫn lên tới 2.05 Mbps cho ngƣời dùng tĩnh, 384
Kbps cho ngƣời dùng di chuyển chậm và 128 Kbps cho ngƣời dùng trên moto.
Công nghệ 3G dùng sóng mang 5MHz chứ không phải là sóng mang 200KHz nhƣ
của CDMA nên 3G nhanh hơn rất nhiều so với công nghệ 2G và 2,5G. Nhiều tiêu
chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ 3 ITM-2000 đã đƣợc đề xuất, trong đó

2 hệ thống WCDMA và CDMA-2000 đã đƣợc ITU chấp thuận và đang đƣợc áp
dụng trong những năm gần đây. Các hệ thống này đều sử dụng công nghệ CDMA,
điều này cho phép thực hiện tiêu chuẩn toàn thế giới cho giao diện thông tin vô
tuyến.
- Lộ trình phát triển từ hệ thống thông tin di động thế hệ 2 lên WCDMA

Hình 1.1. Các giải pháp nâng cấp hệ thống 2G lên 3G

Để đảm bảo ứng dụng đƣợc các dịch vụ mới về truyền thông máy tính và hình
ảnh đồng thời đảm bảo tính kinh tế, hệ thống thông tin di động thế hệ 2 sẽ đƣợc
chuyển đổi sang thế hệ 3. Quá trình đó đƣợc tổng quát trên hình 1.1.
Lộ trình phát triển từ GSM lên WCDMA nhƣ sau:

6
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page12 of 95.


Header Page 13 of 95.

GSM

HSCSD

GPRS

WCDM
AA

Hình 1.2 Lộ trình phát triển từ GSM lên WCDMA

Ký hiệu:
 GSM: Global System for Mobile Communication: Hệ thống thông tin di
động toàn cầu.
 HSCSD: Hight Speed Circuit Switched Data: Số liệu chuyển mạch kênh
tốc độ cao.
 GPRS: General Packet Radio Services: Dịch vụ gói vô tuyến chung.
 WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access: Đa truy cập phân
chia theo mã băng rộng.
1.4 Tổng quan về mạng WCDMA
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access: Đa truy cập phân chia
theo mã băng rộng) là một trong những hệ thống thông tin di động thế hệ 3, sử
dụng công nghệ CDMA. Công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access: Đa
truy cập phân chia theo mã), là một công nghệ không dây, số sử dụng kỹ thuật trải
phổ để phân tần tín hiệu vô tuyến trong một dải tần số rộng. Trong công nghệ
CDMA, nhiều ngƣời sử dụng chung một thời gian và tần số. Mã PN (mã giả ngẫu
nhiên) với sự tƣơng quan chéo thấp, đƣợc ấn định cho mỗi ngƣời sử dụng. Ngƣời
sử dụng truyền tín hiệu nhờ trải phổ tín hiệu truyền có sử dụng mã PN đã ấn định.
Đầu thu tạo ra một dãy PN nhƣ đầu phát và khôi phục lại tín hiệu dự định nhờ việc
trải phổ ngƣợc các tín hiệu đồng bộ thu đƣợc. Cũng giống nhƣ TDMA, WCDMA
là một trong nhiều công nghệ chủ đạo để mạng thông tin di động hoạt động. Nó
cũng đƣợc biết nhƣ là một giao diện vô tuyến hay công nghệ đa truy xuất.
WCDMA là một giao diện vô tuyến phức tạp và tiên tiến trong lĩnh vực thông tin
di động. WCDMA có 2 chế độ khác nhau là FDD và TDD. Khả năng làm việc
đƣợc ở cả hai chế độ FDD và TDD cho phép sử dụng hiệu quả phổ tần đƣợc cấp
phát ở các vùng khác nhau.
7
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page13 of 95.


Header Page 14 of 95.

 FDD (Frequency Division Duplex): là phƣơng pháp ghép song công trong đó
truyền dẫn đƣờng lên và đƣờng xuống sử dụng hai tần số riêng biệt. Ở FDD đƣờng
lên và đƣờng xuống sử dụng hai băng tần khác nhau. Hệ thống đƣợc phân bố một
cặp băng tần riêng biệt.
 TDD (Time Division Duplex): là phƣơng pháp ghép song công trong đó
đƣờng lên và đƣờng xuống đƣợc thực hiện trên cùng một tần số bằng cách sử dụng
những khe thời gian luân phiên. Ở TDD các khe thời gian trong các kênh vật lý
đƣợc chia thành hai phần: phần phát và phần thu. Thông tin đƣờng xuống và
đƣờng lên đƣợc truyền dẫn luân phiên.
1900 1920
TDD
RX/T

1980 2020

FDD
Uplink

X

2025 2110

2170 (MHz)

TDD

FDD

RX/T

Downlink

X

t

t
5MHz

5MHz

Đƣờng
lên

Đƣờng
xuống

FDD

Đƣờng
xuống

Khoảng Bảo vệ
Đƣờng
lên

f

TDD

f

Hình 1.3 Phân bố tần số FDD và TDD

Khả năng làm việc của cả hai chế độ FDD và TDD cho phép sử dụng hiệu quả phổ
tần đƣợc cấp phát ở các vùng khác nhau.
Ba thông số cơ bản của mạng WCDMA:
 Lớp truy nhập: đƣợc tạo ra bởi các trạm gốc (node B) và các bộ điều khiển
mạng vô tuyến khác nhau để phân tích và điều khiển lƣu lƣợng vô tuyến.
 Mạng lõi có hai vai trò chính :

8
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page14 of 95.


Header Page 15 of 95.

 Giải quyết việc định hƣớng hay định tuyến đến nơi mà cuộc gọi hoặc số liệu
gửi đến. Phƣơng tiện cơ bản là sử dụng hệ thống chuyển mạch để định tuyến thông
tin qua một số máy chủ khác nhau xung quanh mạng.
 Là một mạng đƣờng trục và giải quyết các chức năng kỹ thuật, khả năng truy
nhập thuận tiện tới mạng số liệu gói khác, cung cấp một giao diện với Internet và
phân loại thông tin tính cƣớc và bảo mật.
 Lớp dịch vụ điều khiển các ƣu tiên, các đặc tính và khả năng truy nhập cơ
bản của thuê bao tới các dịch vụ nâng cao đã làm cho 3G có một vị trí tuyệt vời.
1.4.1 Các thông số chính của W-CDMA
 WCDMA là một phƣơng pháp đa truy xuất vô tuyến phân chia theo mã trải
phổ trực tiếp dải rộng, nghĩa là các bit thông tin của các user đƣợc trải đều ra trên
một dải thông rộng bằng việc nhân dữ liệu của user với các mã ngẫu nhiên (gọi là

chip) nhận đƣợc trải phổ trong WCDMA.
 Tốc độ chip 3.84Mcps đƣợc sử dụng cho ghép dải thông sóng mang xấp xỉ
tới 5MHz. Dải thông sóng mang của WCDMA rộng nhƣ thế gắn liền với tốc độ dữ
liệu của uesr cao và còn có hiệu quả nâng cao khả năng phân tập tần số. Các nhà
quản lý mạng có thể tăng dung lƣợng nhờ dải thông của sóng mang là 5MHz.
Khoảng cách các sóng mang có thể chọn trên những khoảng 200KHz giữa khoảng
4.4 đến 5MHz tuỳ thuộc vào nhiễu giữa các sóng mang.
 WCDMA cung cấp tốc độ khả biến cho các user rất cao, hiểu theo cách khác
chính là dải thông theo yêu cầu cũng đƣợc cung cấp. Mỗi user đƣợc cung cấp một
khung giây có chu kỳ 10ms trong khi tốc độ dữ liệu vẫn giữ nguyên không đổi.
Tuy nhiên dung lƣợng dữ liệu có thể thay đổi từ khung này đến khung khác.
 WCDMA cung cấp hai chế độ hoạt động cơ bản là FDD và TDD. Trong
FDD các khoảng tần số sóng mang 5MHz đƣợc sử dụng cho sóng mang hƣớng lên
và hƣớng xuống riêng rẽ, trong khi đó TDD chỉ có một khoảng 5MHz đƣợc dùng
cho cả hƣớng lên và hƣớng xuống.

9
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page15 of 95.


Header Page 16 of 95.

 WCDMA cung cấp hoạt động bất đồng bộ cho các trạm gốc và do đó không
giống nhƣ hệ thống đồng bộ IS-95 CDMA, nó không cần thời gian chuẩn trên toàn
cầu GPS.
 WCDMA dùng tách sóng kết hợp cho hƣớng lên và hƣớng xuống nhờ các
ký hiệu hoa tiêu hay kênh hoa tiêu chung, dẫn tới tăng dung lƣợng và vùng phủ
sóng.
 WCDMA đƣợc thiết kế để phát triển nâng cấp cho chuẩn GSM vì vậy có thể
chuyển giao giữa mạng GSM và mạng WCDMA.

Phƣơng thức đa truy xuất

DS-CDMA

Phƣơng pháp ghép song công FDD/TDD
Đồng bộ trạm gốc

Hoạt động bất đồng bộ

Tốc độ chip

3.84Mcps

Độ dài khung

10ms

Ghép dịch vụ
Đa tốc độ
Tách sóng

Đa dịch vụ với yêu cầu chất lƣợng dịch vụ
khác nhau đƣợc ghép trên một kết nối
Hệ số trải phổ khả biến và đa mã
Tách sóng kết hợp nhờ sử dụng kênh hoa
tiêu.

1.4.2 Những đặc điểm then chốt của WCDMA
Giao diện vô tuyến trên cơ sở CDMA băng rộng tạo cơ hội thiết kế hệ thống có
những đặc tính đáp ứng nhu cầu của thế hệ thứ 3. Những đặc điểm chủ yếu trong

hệ thống WCDMA là :
 Cải thiện những hệ thống thế hệ thứ 2 bao gồm: cải thiện dung lƣợng, cải
thiện vùng phủ sóng, bao gồm cả khả năng di chuyển những dịch vụ thế hệ thứ 2
sang thế hệ thứ 3.
 Tính linh hoạt cao của dịch vụ bao gồm: Có các dịch vụ tốc độ bit cực đại
trên 2 Mb/s và các dịch vụ ghép song song trên một kết nối.
 Thực hiện truy nhập gói hiệu quả và tin cậy.
10
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page16 of 95.


Header Page 17 of 95.

 Tính linh hoạt cao của vận hành bao gồm: Hỗ trợ hoạt động không đồng bộ
giữa các trạm gốc nên triển khai thuận lợi trong nhiều môi trƣờng. Hỗ trợ một cách
có hiệu quả dạng hoạt động khác chẳng hạn cấu trúc ô có bậc. Sử dụng kỷ thuật
tiến bộ nhƣ phối hợp anten dàn và tách ngƣời dùng. Mô hình TDD đƣợc thiết kế để
hoạt động hiệu quả trong môi trƣờng không kết hợp.
 Cải thiện dung lƣợng: Độ rộng băng tần lớn của WCDMA làm tăng hiệu
suất vốn có trên các hệ thống tế bào trƣớc đó do nó làm giảm fading của tín hiệu
vô tuyến. Ta biết rằng WCDMA sử dụng điều chế kết hợp ở đƣờng lên, đây là tính
năng không thể thực hiện đƣợc ở trong các hệ thống CDMA tế bào. Điều khiển
công suất chắc chắn ở đƣờng xuống sẽ có hiệu suất hoàn hảo, đặc biệt ở môi
trƣờng trong nhà và môi trƣờng ngoài trời có tốc độ thấp.
Nói chung, đối với dịch vụ thoại, sự cải thiện này là một bƣớc tiến vì đây là một
trong hai yếu tố làm tăng dung lƣợng cell của WCDMA.
1.4.3 Ảnh hƣởng của nhiễu lên hệ thống WCDMA
Trong kênh thông tin vô tuyến lý tƣởng, tín hiệu thu đƣợc chỉ bao gồm một tín
hiệu đến trực tiếp. Song, trong thực tế điều đó là không thể xảy ra, tín hiệu sẽ bị
thay đổi trong suốt quá trình truyền, tín hiệu thu đƣợc sẽ là sự kết hợp các thành

phần khác nhau: tín hiệu suy giảm, khúc xạ, nhiễu xạ của các tín hiệu
khác…WCDMA là hệ thống di động vô tuyến nên sẽ bị ảnh hƣởng bởi điều đó.
Sau đây là mô hình của hai loại nhiễu chính, đó là nhiễu fadinh nhiều tia và nhiễu
giao thoa.

Hình 1.4 Các tín hiệu đa đường
11
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page17 of 95.


Header Page 18 of 95.

Hình 1.5 Các tín hiệu nhiễu giao thoa
Để làm giảm các ảnh hƣởng của các loại nhiễu trên, trong WCDMA có nhiều
kỹ thuật xử lý đó là: mã hoá kênh, điều chế, trải phổ, phân tập…Trong luận văn
này ta sẽ đi nghiên cứu các kỹ thuật phân tập tín hiệu.
1.4.4 Tính đa dạng phân tập trong WCDMA
Trong hệ thống điều chế băng hẹp nhƣ điều chế FM tƣơng tự, sử dụng trong hệ
thống thông tin di động tổ ong đầu tiên thì tính đa đƣờng tạo nên fading nghiêm
trọng. Tính nghiêm trọng của đa đƣờng fading đƣợc giảm đi trong điều chế CDMA
băng rộng, vì các tín hiệu qua các đƣờng khác nhau đƣợc thu nhận một cách độc
lập. Nhƣng hiện tƣợng đa đƣờng xảy ra một cách liên tục trong hệ thống này do
fading đa đƣờng không thể loại trừ hoàn toàn đƣợc vì với các hiện tƣợng fading
xảy ra một cách liên tục đó thì bộ điều chế không thể xử lí tín hiệu thu một cách
độc lập đƣợc. Phân tập là một hình thức tốt để làm giảm fading, có 3 loại phân tập
là theo tần số, theo thời gian và theo khoảng cách. Phân tập theo thời gian đạt đƣợc
nhờ sử dụng việc chèn và mã sữa sai. Phân tập theo thời gian có thể đƣợc áp dụng
cho tất cả các hệ thống có tốc độ mã truyền dẫn cao mà thủ tục sửa sai yêu cầu. Hệ
thống CDMA băng rộng ứng dụng việc phân tập theo tần số nhờ việc mở rộng khả
năng báo hiệu trong một băng tần rộng và fading liên hợp với tần số thƣờng có ảnh

hƣởng đến băng tần báo hiệu (200-300kHz). Nhƣng với một băng tần rộng thì

12
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page18 of 95.


Header Page 19 of 95.

fading ít ảnh hƣởng đến tín hiệu hơn. Phân tập theo khoảng cách hay đƣờng truyền
thƣờng đạt đƣợc theo 3 phƣơng pháp sau:
-Thiết lập nhiều đƣờng báo hiệu (chuyển vùng mềm) để kết nối máy di động
với 2 hoặc nhiều trạm gốc BTS.
-Sử dụng môi trƣờng đa đƣờng qua chức năng trải phổ giống nhƣ bộ thu quét
thu nhận và tổ hợp các tín hiệu phát với các tín hiệu phát khác trễ thời gian.
-Đặt nhiều anten tại BS (anten mảng).
Phân tập theo khoảng cách có thể dễ dàng đƣợc áp dụng đối với hệ thống
TDMA và FDMA. Phân tập theo thời gian có thể đƣợc áp dụng cho tất cả các hệ
thống số có tốc độ mã truyền dẩn cao mà thủ tục sữa sai yêu cầu. Phân tập theo tần
số có thể dể dàng đƣợc áp dụng cho hệ thống CDMA.
Bộ điều khiển đa đƣờng tách dạng sóng nhờ sử dụng bộ tƣơng quan song song.
Máy di động sử dụng 3 bộ tƣơng quan, BTS sử dụng 4 bộ tƣơng quan. Máy thu có
bộ tƣơng quan song song gọi là máy thu quét (Rake), nó xác định tín hiệu thu theo
mỗi đƣờng và tổ hợp, giải điều chế tất cả các tín hiệu thu đƣợc. Fading có thể xuất
hiện ở các đƣờng tín hiệu thu nhƣng không có sự tƣơng quan giữa các đƣờng tín
hiệu thu. Vì vậy tổng các tính hiệu thu đƣợc có độ tin cậy cao vì rất ít có fading
đồng thời giữa cá đƣờng tín hiệu thu đƣợc.
Nhiều bộ tách tƣơng quan có thể áp dụng một cách đồng thời cho hệ thống
thông tin có 2 BTS sao cho có thể thực hiện chuyển vùng mềm cho thuê bao di
động.
Các kỹ thuật phân tập:

 Phân tập thời gian: Đây là phƣơng pháp phân tập cơ bản nhất, dùng những
khe thời gian tại những thời điểm khác nhau để truyền cùng một tín hiệu ban đầu,
nhƣ vậy tại đầu thu ta có thể nhận đƣợc nhiều bản sao của một tín hiệu tại nhiều
thời điểm. Hoặc cùng một tín hiệu thu, có thể đƣợc thu theo nhiều khoảng thời gian
trễ khác nhau để chọn ra đƣợc tín hiệu thu tốt nhất.
 Phân tập tần số: Nguyên lý cơ bản của bất kỳ loại sóng nào (cả sóng cơ và
sóng điền từ ) thì chỉ giao thoa với nhau khi có cùng tần số hay vùng tần số lân
13
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page19 of 95.


Header Page 20 of 95.

cận. Phân tập tần số dựa vào đặc tính này, dùng nhiều tần số khác nhau để truyền
cùng một tín hiệu, nhƣ vậy tại đầu thu sẽ thu đƣợc cùng một tín hiệu tại nhiều tần
số khác nhau.
 Phân tập không gian (hay phân tập anten ): Trong kiểu phân tập này chúng
ta dùng nhiều anten đặt tại nhiều vị trí khác nhau, có độ phân cực khác nhau để
truyền hay thu cùng một tín hiệu. Phƣơng pháp này sẽ không làm mất độ rộng
băng thông của hệ thống.
1.5 Phân tập không gian và thời gian
1.5.1 Giới thiệu
Dung lƣợng của hệ thống mạng tế bào bị giới hạn bởi 2 yếu tố chính đó là
nhiễu fading và nhiễu giao thoa sóng (multiple access interference: MAI). Một bộ
thu 2 chiều (2-D) có thể giảm đƣợc các nhiễu trên bằng cách xử lý tín hiệu thu
đƣợc trên cả hai miền không gian và thời gian. Ở đây, xử lý tín hiệu trong miền
không gian là tiến hành xử lý tín hiệu bằng cách phân tập anten, còn xử lý tín hiệu
trên miền thời gian là tiến hành xử lý tín hiệu thu bằng cách phân tập thời gian.
Việc kết hợp 2 kỹ thuật phân tập cho tín hiệu sẽ làm tăng chất lƣợng của tín hiệu
tại bộ thu. Tuy bộ thu 2-D này có khả năng xử lý tín hiệu đồng thời trên miền

không gian và thời gian song điều này đòi hỏi phải có cấp độ tính toán phức tạp.
Trong chƣơng này chúng ta sẽ giới thiệu một số giải pháp đơn giản để xử lý tín
hiệu trong miền không gian và thời gian.
Mảng anten thích nghi [3] có khả năng chống lại nhiễu fading hay MAI chỉ
bằng cách xử lý không gian. Khi các thuê bao của hệ thống mạng trao đổi thông tin
từ những địa điểm khác nhau, mỗi thuê bao sẽ có một thông tin không gian duy
nhất liên quan tới thuê bao đó. Mảng anten thích nghi có thể dựa vào đặc tính
không gian của tín hiệu để giảm bớt nhiễu MAI. Việc xử lý này đƣợc thực hiện bởi
bộ Beamformer. Beamformer có thể là một giải pháp hữu hiệu để cải thiện cho hệ
thống CDMA hoạt động tốt trong các kênh tín hiệu giao thoa với nhau. Dung
lƣợng của hệ thống CDMA có thể đƣợc tăng lên bằng cách giảm bớt nhiễu giao
thoa co-channel.
14
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page20 of 95.


Header Page 21 of 95.

1.5.2 Anten Mảng
Anten mảng là tập hợp gồm nhiều anten thành phần đƣợc bố trí tại những vị trí
khác nhau trong không gian mảng. Các anten thành phần này có thể đƣợc sắp xếp
theo các cấu trúc hình học bất kỳ. Tuỳ theo cách sắp xếp đó mà mảng có thể là
mảng đƣờng, mảng tròn hay mảng phẳng. Mảng đƣờng và mảng tròn là trƣờng hợp
đặc biệt của mảng phẳng. Góc phát xạ của một mảng đƣợc xác định dựa vào góc
phát xạ của các anten thành phần, vào sự định hƣớng, vào vị trí của các anten, vào
biên độ và pha của tín hiệu đến. Nếu các anten của mảng là đẳng hƣớng thì góc
phát xạ của mảng sẽ chỉ phụ thuộc vào cấu trúc không gian của mảng và tín hiệu
đến mảng [3]. Trong trƣờng hợp này góc phát xạ của mảng đƣợc gọi là hệ số
mảng. Nếu các phần tử của mảng giống nhau nhƣng không đẳng hƣớng thì góc
phát xạ của mảng đƣợc tính theo hệ số mảng và các góc phát xạ thành phần.

- Mảng anten dãy
Nếu khoảng cách giữa các phần tử trong mảng đƣờng thẳng bằng nhau thì
mảng đƣợc gọi là mảng anten dãy (ULA). Hình vẽ sau mô tả một mảng ULA gồm
N phần tử. Khoảng cách giữa các phần tử trong mảng là d . Góc tín hiệu truyền đến
mảng là θ (còn gọi là góc AOA).

Hình 1.6 Mảng anten ULA
Tín hiệu thu đƣợc tại anten đầu tiên của mảng đƣợc biểu diễn nhƣ sau :
15
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page21 of 95.


Header Page 22 of 95.

x1 (t )  A1 (t ) cos{2f c t   (t )   }

(1.1)

Với A1(t) : Biên độ tín hiệu đến anten.
fc : Tần số sóng mang của tín hiệu.
γ(t) : Hàm biểu thị sự biến đổi tín hiệu.
β : Góc pha tín hiệu.
Ngoài ra tín hiệu thu đƣợc tại phần tử đầu tiên có thể viết nhƣ sau :
x1 (t )  A1 (t )e j{ (t )  }

(1.2)

Ta giả thiết rằng tín hiệu có dạng sóng phẳng đƣợc truyền đến mảng từ một
khoảng cách rất xa và trong môi trƣờng truyền đồng chất. Lúc này tín hiệu đến các
phần tử trong mảng sẽ có sự sai biệt về thời gian. Tín hiệu đến phần tử thứ 2 trong

mảng sẽ chậm hơn phần tử thứ nhất một khoảng thời gian là  , tƣơng tự phần tử
thứ N sẽ trễ một khoảng là N . Nhƣ thế ta có thể biểu diễn tín hiệu thu đƣợc tại
các phần tử khác trong mảng theo biểu thức tín hiệu thu đƣợc tại phần tử thứ nhất.
Trong hình vẻ trên ta có thời gian trễ là :


d sin 
c

(1.3)

Với c là vận tốc truyền sóng ánh sáng.
Vậy ta có biểu thức tín hiệu thu đƣợc tại phần tử thứ 2 là :
x 2 (t )  x1 (t   )  A1 (t   ) cos{2f c (t   )   (t   )   }

(1.4)

Thông thƣờng fc là rất lớn so với dãy thông của tín hiệu, vì vậy biểu thức (1.4)
có thể đƣợc viết nhƣ sau :
x 2 (t )  A(t ) cos{2f c t  2f c   (t )   }

(1.5)

Hay
x2 (t )  A(t )e j{2fc  (t )  }
 x1 (t )e j{2f c }

x2 (t )  x1 (t )e

(1.6)

j{2f c

d sin 
}
c

 x1 (t )e

 j{2

d



sin  }

Do đó tín hiệu nhận đƣợc tại phần tử thứ i của mảng là (i=1:N)
16
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page22 of 95.

(1.7)


Header Page 23 of 95.
xi (t )  x1 (t ).e

d
 j{2 ( i 1) sin  }



(1.8)

Ta định nghĩa một trƣờng vector dùng để biểu diễn tất cả các tín hiệu thu đƣợc
trên các phần tử của mảng. Trƣờng vector tín hiệu đó đƣợc biểu diễn nhƣ sau :
x(t) =[x1(t) x2(t) ….. xn(t)]T

(1.9)

Ta cũng định nghĩa trƣờng vector đáp ứng a (  ) của mảng nhƣ sau :
a  = [1 e

 j{2

d



sin  }

…… e

d
 j{2 ( N 1) sin  }



]T

(1.10)

Vector đáp ứng của mảng là một trƣờng các giá trị phụ thuộc vào góc tín hiệu
truyền đến mảng, vào cấu trúc hình học của mảng, cách bố trí các phần tử trong
mảng và phụ thuộc vào tần số của tín hiệu đến mảng. Chúng ta giả thiết rằng trong
phạm vi thay đổi của tần số sóng mang thì Vector đáp ứng của mảng không thay
đổi. Khi cấu trúc của mảng không thay đổi (ví dụ mảng ULA) và các phần tử của
mảng là đẳng hƣớng, thì vector đáp ứng của mảng chỉ phụ thuộc vào AOA (góc tín
hiệu đến mảng). Lúc này vector tín hiệu nhận đƣợc từ mảng có thể đƣợc viết nhƣ
sau :
x(t )  a( ) x(t )

(1.11)

Để có đƣợc các điều trên thì ta phải giả thiết băng thông của tín hiệu phải nhỏ
hơn nhiều lần thời gian truyền tín hiệu qua mảng. Giả thiết cho hiện tƣợng này
đƣợc gọi là narrowband, tức là các tín hiệu thu đƣợc trong các phần tử của mảng sẽ
có sự sai pha lẩn nhau, song sự sai pha này có thể là nhỏ. Vì thế mô hình
narrowband vẫn chính xác cho những tín hiệu biến thiên dạng hình sin, đặc biệt là
ở những tín hiệu có băng thông rất nhỏ so với thời gian truyền sóng qua mảng.
Cũng vì lí do đó mà khi thực hiện mô hình Beamformer để giảm thiểu sự giao thoa
thì phải nằm trong giới hạn cho phép của hiện tƣợng narrowband. Trong toàn bộ
luận văn này chúng ta giả thiết rằng tín hiệu W-CDMA thoả mãn narrowband.
Thời gian trễ trong quá trình truyền sóng từ phần tử đầu tiên đến phần tử cuối
cùng của mảng đƣợc tính nhƣ sau :

17
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page23 of 95.


Header Page 24 of 95.

 max 

( N  1)d sin 
c

(1.12)

Nếu khoảng cách giữa các phần tử trong mảng là

 max 

( N  1)


2

(1.13)

c
( N  1)

 max 


2

c

c

2 fc



( N  1)
2 fc

Nếu mảng có 4 phần tử và fc =2GHz
Ta có :  max 

3
2.2000.10 6

Với hệ thống W-CDMA có băng thông tín hiệu là 5MHz. Tỉ số giữa 

max

và

băng thông tín hiệu đƣợc tính nhƣ sau :
 max 

3  5.10 6
=0.0037
2  2000.10 6

Nhƣ vậy giả thiết narrowband phù hợp với hệ thống W-CDMA.
1.5.3 Kỹ thuật Beamforming
Beamforming là một kỷ thuật xử lý không gian chung nhất đƣợc thực hiện
trong những anten mảng. Trong hệ thống mạng di động tế bào, tín hiệu hữu ích của

một cell thƣờng bị tín hiệu các cell khác trộn lẫn vào gây nên hiện tƣợng nhiễu
giao thoa tín hiệu. Bộ Beamformer có thể phân tách các tín hiệu trong vùng giao
thoa sóng để lấy ra tín hiệu mong muốn của cell đó. Trong bộ Beamformer, tín
hiệu thu đƣợc từ các phần tử trong mảng đƣợc tổng hợp lại rồi chọn ra tín hiệu có
chất lƣợng tốt nhất. Hình dƣới mô tả nguyên lý chung của một bộ Beamformer.

18
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page24 of 95.


Header Page 25 of 95.

Hình 1.7a Mô hình Beamformer

Hình 1.7b Búp sóng anten dãy

Nếu có tất cả K tín hiệu đến mảng với góc tới của mỗi tín hiệu đƣợc xác định
riêng biệt. Lúc đó vector tín hiệu nhận đƣợc có dạng nhƣ sau :
K

x(t )   si (t )a( i )  n(t )

(1.14)

i 1

Với si (t ) là tín hiệu nhận đƣợc tại phần tử thứ i trong mảng, góc tới là  i .
a( i ) là vector đáp ứng của mảng ứng với góc tới  i .

n(t ) là vector tín hiệu nhiễu.

Đầu ra của bộ Beamformer có dạng sau :
y(t )  w (t ) x(t )
H

(1.15)

Với w=[ w1 w2 … wN]T là vector trọng số của mảng.
Thông thƣờng vector trọng số đƣợc chọn để phù hợp cho từng kỷ thuật
beamforming khác nhau. Các kỹ thuật beamforming thƣờng có là MMSE, MSINR,
MSNR, CMA, ML…sẽ đƣợc đề cập ở các chƣơng sau.
- Ví dụ đơn giản của bộ Beamformer với mảng ULA
Bây giờ ta chỉ xét một ví dụ thật đơn giản để diển tả nguyên lí của
Beamforming. Giả thiết rằg tín hiệu của thuê bao truyền đến mảng ULA với góc
AOA là 0o, và giả thiết rằng phần tín hiệu nhiễu do giao thoa đƣợc thu ở góc AOA
là 45o. Vector đáp ứng của mảng cho tín hiệu hữu ích trong trƣờng hợp này là :
1
a desired  a(0)   
1

(1.16)

Tƣơng tự, vector đáp ứng của mảng đối với tín hiệu nhiễu giao thoa là :
19
Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page25 of 95.