Tài liệu Telecommunications Program pdf

1
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
-Prof. ShintaroUda–ĐạihọcTohoku nghiêncứu(1926 -1929)
-HidetsuguYagi–họctròcủaUda đếnMỹtrìnhbày ở New York, Washington
and Hartford.
•Thànhphầnphảnxạ(Reflector -làchấntửcóchiềudàilớnhơnchiềudài
cộnghưởng)
•Thànhphầnchủđộng(Feeder -làmnhiệmvụthutínhiệu–chấntửcó
chiềudàisaochocộnghưởng ở tầnsốmongmuốn)
•Thànhphầnhướngxạ(Director –làchấntửcóchiềudàibéhơnchiềudài
chiềidàicônghưởng)
+ AntenYagi-Uda
Reflector
Feeder
Director
Supporting Boom
2
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ AntenYagi–Uda(tt)
3
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ AntenYagi–Uda(tt)
Uncompensated director, refectorwith 0.001 < d/λ < 0.4
4
Telecommunications Program

Telecommunications Program
Anten
+ AntenYagi–Uda(tt)
Tăngchiềudàichấntửtheo đườngkínhBoom
5
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ AntenYagi–Uda(tt)
Vídụ: Tínhtóankhỏangcáchgiữacácantenphầntử, chiềudàicủacácantenphần
tử vàcủaantenkhibiết: Hệ số hướngtínhcủaantenlà9.2dB, f
0
= 50.1MHz, đường
kínhcácantenphầntửlà2.56cm, và đườngkínhcủaBoom là5.1cm
6
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ AntenLogachukỳ
1111
1
1
nnnnn
nnnnn
lRdsf
lRdsf
τ
++++
+
=====

7
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ AntenLogachukỳ(tt)
8
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ AntenLogachukỳ(tt)
-Hệsốkhônggian
1
1
2
nn
n
RR
l
σ
+
+
−
=
-Chukỳcủatầnsố:
()()
1
1
logloglog
nn
ff

τ
+

∆=−=


-Hệsốkhônggiantrungbình
σ
σ
τ
′
=
9
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ AntenLogachukỳ(tt)
-Chiềudàihệthống
max
maxmax
min
1
1cot2
4
v
Lwherel
BWf
λ
αλ


=−==


-Băngthôngthiếtkế
()
(
)
2
max
min
1.17.71cot
:
BWB
f
whereBDesiredbandwidth
f
τα=+−
=
-Gócmở
1
1
tan
4
τ
α
σ
−
−

=



10
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ AntenLogachukỳ(tt)
-Khỏangcáchgiữa2 điểmcungcấpnguồn
0
cosh
120
Z
sd

=


-Trở khángtrungbìnhcủachấntử
120ln2.25
n
a
n
l
Z
d


=−






-Sốantenphầntử
(
)
()
ln
1
1
ln
BW
N
τ
=+
11
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ AntenLogachukỳ(tt)
-Bảnghệsốhướngtínhtheogócmởαvà tỷ số τ
12
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ AntenLogachukỳ(tt)
-Hệsốkhônggiantốiưutheohệsốhướngtính
0.157
0.865
13

Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ AntenLogachukỳ(tt)
-Tỷsốgiữatrở kháng đặctínhvàtrở khángvàoanten
14
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ AntenLogachukỳ(tt)
-Vídụ: Thiếtkếantenlogachukỳđể thusóngVHF từ kênhsố2 đếnkênh13
(từ 54 MHz đến216 MHz) vớihệsốhướngtínhlà8 dBi, trở khángngỏ vào
50Ω. Vớicácantenphầntửlàmbằngnhômvớiđườngkínhcủachấntửdài
nhấtlà1.9 cm vàcủachấntửbénhấtlà0.48cm (để thỏamãn điềukiệntỷsốl/d
không đổi)
+ ChoD à xác định σ and τ
+ Xác định α
+ Xác địnhBW
+ Xác ĐịnhL, N
+ Xác địnhZ
a
àZ
a
/R
in
+ Xác địnhZ
0
/R
in
(từ Z

a
/R
in
và σ’)
+ Xác địnhs
15
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ Antenthôngminh(smart antenna)
-Omni Antenna
-Directional Antenna
16
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ Antenthôngminh(smart antenna)
Main lobe
Null
Antenna
Element
Phase Shifter
Wait Adapter
P(t)
Antenna aperture
17
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ Antenthôngminh(tt)

-SectorizedAntenna
Side View
Top View
18
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ Antenthôngminh(tt)
-Smart Antenna
19
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ Antenthôngminh(tt)
-TạisaodùngSmart Antenna
Cácgiảiphápcảithiệnchấtlượngmạngvôtuyếnhiệnnay:
•Xửlýkhônggian(Spatial Processing)
•Kỹthuậttách đangườidùng(Multi –User Detection)
•Sửdụnglạikênhdựatrênphâncực(Channel Reuse Based on
Polarization)
• Điềukhiểnmạngtiêntiến(Advanced Network Control)
=> Smart antenna làkỹthuậtxửlýkhônggian
20
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ Antenthôngminh(tt)
-
-
Triệt

Triệt
nhiễu
nhiễu
(Interference
(Interference
cancellation)
cancellation)
-
-
Cải
Cải
thiện
thiện
tỷ
tỷ
số
số
SNR do
SNR do
t
t
ă
ă
ng
ng
đ
đ
ộ
ộ
lới

lới
anten
anten
-
-
Giảm
Giảm
ảnh
ảnh
h
h
ư
ư
ởng
ởng
nhiễu
nhiễu
đ
đ
a
a
đư
đư
ờng
ờng
T
T
ă
ă
ng

ng
dung
dung
l
l
ư
ư
ợng
ợng
Cải
Cải
thiện
thiện
vùng
vùng
phủ
phủ
sóng
sóng
Cải
Cải
thiện
thiện
QoS
QoS
,
,
Tốc
Tốc
đ

đ
ộ
ộ
bit,
bit,
Tốc
Tốc
đ
đ
ộ
ộ
di
di
chuyển
chuyển
Cảithiện ở khíacạnhtuyếnCảithiện ở khíacạnhhệthống
21
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ Antenthôngminh(tt)
-Cáctiếpcậntrongsửlýkhônggian
• Sectorization
• Macro-diversity with:
* Combining (MRC,IRC,OC)
* Prefiltering/Coding
(Trx. Coding, V-BLAST, )
• Beamforming (BF)
Switched-beam Smart Antenna
Adaptive beamforming

Sectorization
Macro-diversity
Switched-beam ant.Adaptive BF
22
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ Antenthôngminh(tt)
SNR CCI Diversity ISI Time domain diversity
Improved SNR
BS
BS
MS
MS
Beamforming
Combining. MRC
Co-phased signals
weighted proportionally
to noise level/antenna
=
Spatial domainSignal Domain
23
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ Antenthôngminh(tt)
-Gain=10 log M (M-number of
antenna elements)
-directional BF or switched BF can
add 10-12 dB to link budget

-can be controlled dynamically
-Multi-path => diversity combining
and/or matched beamforming.
More complex algorithms.
-BF + combining techniques
BF
BF
Combiner
System level improvements=>
-increased coverage
-possible reduction amount of BS
-Penetration into buildings
24
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ Antenthôngminh(tt)
SNR CCI Diversity ISI Time domain diversity
Improved -diversity (space,path)
Multi
Multi
-
-
path
path
BS
BS
MS
MS
Beamforming

.Path. Div.
Combining
Space Div.
~M
M
SNR
25
Telecommunications Program
Telecommunications Program
Anten
+ Antenthôngminh(tt)
-Spatial diversity combining techniques:
Selection diversity, equal gain combining,
Maximum Ratio (MRC),
-Spatial diversity requires 10 -20 wavelength
interelementspacing
- Path diversity. Paths identification problem.
-Combinations with other diversity techniques.
polarization, frequency, modulation diversity
in multicast transmission
System level improvements=>
-More reliable communication
-Higher Bit Rate
-Reduced power consumption
for PC systems
BF
BF
Combiner
Combiner
Improved -diversity (space,path)

SNR