Phân bố Gao-xơ do định lí giới hạn trung tâm

           Bây giờ, nếu ta tăng số tín hiệu lên 20 và giảm công suất trung bình của mỗi tín hiệu xuống còn 25 thì tổng nhiễu trung bình vẫn giữ nguyên, nhưng độ lệch chuẩn giảm mạnh (~83) như trên hình 3.1. Hai hiệu ứng xảy ra: phân bố tiến tới phân bố Gao-xơ do định lí giới hạn trung tâm, và quan trọng hơn là phương sai giảm đáng kể do luật số lớn.
         Vậy điều này có ích lợi gì cho chúng ta? Chất lượng của hệ thống vô tuyến phụ thuộc trực tiếp vào tỉ số tín trên nhiễu (SINR), đây là biến ngẫu nhiên do nhiễu ngẫu nhiên (tạm thời bỏ qua sự thay đổi của tỉn hiệu mong muốn do pha-đinh). Có thể quan sát chất lượng kết nối vô tuyến theo giá trị BER trung binh của nó hoặc xác suất rằng SINR giảm xuống thấp hơn ngưỡng mong muốn (xác suất nghẽn). Trong cả hai trường hợp, chất lượng đều được quyết định bởi các đuôi của phân bố SINR. Do các đuôi này được rút ngắn nhờ giảm phương sai, nên giá trị trung bình yêu cầu để nhận được xác suất nghẽn mục tiêu giảm đi. Ta sẽ củng cố ý tưởng này qua ví dụ sau.
Ví dụ 3.1. Xét hệ thống vô tuyến có công suất tín hiệu thu tại rìa vùng phủ sóng do điều khiển công suất phân bố chuẩn loga với giá trị trung bình – 110 dBm và độ lệch chuẩn ldB. Nhiễu do 1 nguồn nhiễu cùng kênh mạnh sẽ thay đổi tùy thuộc vào vị trí của nguồn nhiễu. Có thể mô hình hóa nỏ như biến ngẫu nhiên chuẩn loga với trị trung bình -130dBm và độ lệch chuẩn 6dB. Giá trị SIR nào bị vượt quá 99% thời gian. Nếu nhiễu được thay thế gồm 50 tín hiệu mỗi tín hiệu có công suất bằng 1/50 công suất nhiễu ban đầu, thì giá trị SIR nào bị vượt quá 99% thời gian?

     Giải: SIR là tỉ số giữa công suất tín hiệu mong muốn s và công suất nhiễu /. Vì cả hai đều là biển ngẫu nhiên chuẩn loga nên dễ dàng chỉ ra rằng tỉ số.
      Theo cơ số 10, trung bình của SIR là -1 10 dBm + 130dBm = 20dB và độ lệch chuẩn là Vl + 36 = 6.08 dB. Chuyển sang cơ số e.
        Bây giờ ta muốn tìm X sao cho:
                                    Pr{SIR >X}= 0.99 Dùng hàm Q đã định nghĩa ở chương 2, 
       Như vậy, hệ thống duy trì 5.8 dB SIR hoặc tốt hơn trong 99% thời gian. Bây giờ ta khảo sát trường hợp nhiễu bao gồm 50 tín hiệu độc lập. Phân bố chính xác của tổng các biến ngẫu nhiên chuẩn loga là chưa biết. Tuy nhiên, có thể làm gần đúng tổng như phân bố chuẩn loga [37, 38]. Cụ thể, xét biến ngẫu nhiên. Ở đây là các biến ngẫu nhiên chuẩn loga phân bố độc lập như nhau với các tham số và có thể xấp xỉ bằng biến ngẫu nhiên chuẩn loga. Thay các giá trị ,ta cỏ pir = -29.3 và ơr = 0.42. Biến đổi ngược lại về loga cơ số 10 và sử dụng công thức cho tỉ số của 2 biến ngẫu nhiên chuẩn loga, SIR là chuẩn loga với giá trị trung bình 16dB và độ lệch chuẩn 1.75dB, tương ứng trong trường hợp cơ số e là n- 3.7 và <7 = 0.42. Thay vào (3.7
         Như vậy hệ thống có lẩy trung bình nhiễu có SIR cao hơn hệ thống không có trung bình nhiễu là 6.2 dB. Hình 3.2 biểu diễn CDF sử dụng xấp xỉ chuẩn loga và biểu đồ (histogram) tích lũy mô phỏng. Ta có thể thấy rằng xẩp xỉ chuẩn loga là rất chính xác.

Đọc thêm tại:

• http://timhieukythuatdientu.blogspot.com/
• http://timhieukythuatdientu.blogspot.com/2015/06/chat-luong-truy-nhap-cua-fh-cdma.html

Chất lượng đa truy nhập của FH-CDMA

        Mặc dù chương này tập trung vào DS-CDMA, ta cũng muốn khảo sát chất lượng của hệ thông FH-CDMA. Nói chung, nhảy tần có thể cung cấp nhiều lợi ích về chất lượng như DS-CDMA, bao gồm phân tập trong các kênh pha-đinh và trung bình nhiễu (thường gọi là phân tập nhiễu trong bối cảnh đa truy nhập nhảy tần FHMA).         Để khám phá chất lượng liên quan đến tải hệ thống (tức là số người dùng đang truy nhập hệ thống), trước tiên ta phải đưa ra vài giả thiết đơn giản hóa: (a) ta sẽ khảo sát đường lên, (b) mỗi tín hiệu nhảy 1 lần trên Symbol, (c) điều chế BFSK với thu không nhất quán, (d) các mẫu nhảy tần có phân bố độc lập và giống nhau, ngẫu nhiên, không nhớ, và (e) đạt được điều khiển công suất hoàn hảo tại máy thu.
          Ở đây P0 là xác suất lỗi khi không có va chạm giữa các người dùng (tức là khi 2 người dùng tránh nhảy vào cùng tần số cùng lúc), Ph là xác suất của ít nhất 1 lần va chạm, và Pị là xác suất lỗi khi có ít nhất I va chạm xảy ra. Với BFSK và thu không nhất quán, xác suất lỗi khi không có va chạm.

           Ở đây P2 là xác suất 2 người dùng bất kì nhảy vào cùng tần số trong cùng độ dài Symbol. Đối với các mã nhảy ngẫu nhiên độc lập, xác suất này là P2 =1/A đối với nhảy đồng bộ và P2 = 2/N đối với nhảy không đồng bộ [1]. Ta sẽ khảo sát vấn đề bằng cách xác định giới hạn trên và dưới của xác suất lỗi bít. Rõ ràng giới hạn trên có thể tính được bằng giả thiết rằng xác suất lỗi bất cứ khi nào va chạm xảy ra là 50%.
          Giới hạn dưới có thể xác định bằng cách khảo sát trường hợp xảy ra va chạm giữa người dùng mong muôn và đúng 1 người dùng khác. Rõ ràng, xác suất này nhỏ hơn xác suất xảy ra nhiều hơn 1 va chạm.
           Hơn nữa, xác suất lỗi khi xảy ra va chạm giữa 2 người dùng phụ thuộc vào giá trị tương đối của các bít. Nếu 2 bít  là như nhau (xảy ra với xác suất Vì), xác suất lỗi.
          Giới hạn dưới này có xu hướng chính xác hơn khi K là nhỏ so với N vì giả thiết rằng xác suất nhiều va chạm là không đáng kể khi so sánh với các va chạm từ 1 tín hiệu. Một ví dụ được vẽ ở hình 2.33 đối với N = 100, EhINữ= 10, và nhảy đồng bộ. Hình này cũng chứa các đồ thị của giới hạn trên, giới hạn dưới và các kết quả mô phỏng. Ta có thể thấy rằng giới hạn trên là quá bi quan nhưng giới hạn dưới là khá chính xác. Hơn nữa, giới hạn dưới sẽ lỏng hơn đối với các hệ số tải cao.

Đọc thêm tại: http://timhieukythuatdientu.blogspot.com/2015/06/nguyen-tac-truy-nhap-te-bao-phan-chia.html

Từ khóa tìm kiếm nhiều: thang sóng điện từ

Nguyên tắc đa truy nhập tế bào phân chia theo mã

        Trong chương trước ta đã xem xét các dạng trải phổ dãy trực tiếp và trải phổ nhảy tẩn trong các môi trường đa và đơn người dùng. Một trong các ứng dụng đầy hứa hẹn của CDMA là trong các ứng dụng tế bào. Trên thực tế, các ứng dụng tế bào là điểm khởi đầu (tấm nhún, bàn đạp) để từ đó trải phổ thực hiện bước nhảy vọt từ công nghệ quân sự sang công nghệ thương mại. Vì thế trong chương này ta tập trung thào luận các hệ thống CDMA tế bào, chủ yếu là dãy trực tiếp. Trước tiên ta mô tả 4 qui tắc cơ bản của hệ thống CDMA tế bào, cho phép phân biệt chúng với các hệ thống tế bào dựa trên các kĩ thuật đa truy nhập khác. Sau đó ta sẽ xem xét dung lượng của hệ thống CDMA tế bào, chủ yếu dựa vào các nguyên tắc cơ bản này. Sau cùng, ta sẽ thảo luận việc quản lí tài nguyên vô tuyến, chức năng chính ở mức hệ thống của các hệ thống CDMA tế bào.

          NGUYÊN TẮC ĐA TRUY NHẬP TẾ BÀO PHÂN CHIA THEO MÃ
         Trong mục này ta sẽ thảo luận 4 nguyên tắc chính của hệ thống CDMA, đặc biệt là hệ thống tế bào: lấy trung bình nhiễu, ghép kênh thống kê, dùng lại tần số vạn năng và chuyển giao mềm. Tất cả các đặc trưng này là ưu điểm cơ bản của hệ thống CDMA và có được từ sự chia sẻ kênh có cùng 1 bảng tần và khe thời gian.

         Lấy trung bình nhiễu
        Đây là nguyên tắc đầu tiên mà ta sẽ thảo luận. Nhớ lại răng can nhiễu trong băng là không tránh khỏi trong tất cả các hệ thống vô tuyến. Trong các hệ thống TDMA/FDMA, ta cố gắng giảm thiểu nhiễu này bằng cách phân tách các tín hiệu cùng kênh bởi khoảng cách đủ. Điển hình, tín hiệu có thể chịu nhiều từ 2 đến 5 tín hiệu cùng kênh. Như đã thảo luận trong chương 2, tham sổ quan trọng của trải phổ là tăng ích trải. Quá trình giải trải làm giảm bớt nhiễu mà một tín hiệu bất kì gây ra cho tín hiệu khác. Kết quả là trong CDMA, ta tăng số lượng tín hiệu gây nhiễu để đổi lấy sự giảm tác động mà một tín hiệu bất kì gây ra. (Trong TDMA hoặc FDMA, mỗi kênh sẽ nhìn thấy 1 đến 7 tín hiệu nhiễu. Trong CDMA, mỗi kênh sẽ nhìn thấy hàng tá tín hiệu nhiễu). Để hiểu rõ điều này hơn, xét công suất nhiễu gây bởi 2 nguồn nhiễu phân bố chuẩn loga mỗi nguồn có giá trị trung bình 250 (đơn vị không quan trọng đối với bản chất thảo luận) sao cho tổng nhiễu có giá trị trung bình 500 và độ lệch chuẩn xấp xỉ 3342. Hàm mật độ xác suất được chỉ ra trên hình 3.1. Nếu số nguồn nhiễu là 5 với mỗi nguồn có công suất thu trung bình 100, thì trung bình của tổng nhiễu không thay đổi song độ lệch chuẩn giảm đi (1306) như có thể thấy ở hình 3.1.

Đọc thêm tại: http://timhieukythuatdientu.blogspot.com/2015/06/cac-gioi-han-cai-tien.html

Từ khóa tìm kiếm nhiều: phan tich song

Các giới hạn cải tiến

         Các giới hạn cải tiến được phát triển trong và đặc biệt có ích trong điều kiện tải cao. Một ưu điểm của FH-CDMA so với DS-CDMA là sức đề kháng của nó đối với vấn đề gần xa. Cụ thể, xem xét (2.94) và các phương trình dẫn đến nó, ta thấy rằng chất lượng không phụ thuộc vào SIR vì ta đã giả thiết hơi bi quan rằng bất kì va chạm nào cũng dẫn đến 50% BER. Điều này không phải lúc nào cũng đúng, nhưng chắc chắn là xấp xỉ tốt như ta sẽ thấy sau này. Như vậy, không phụ thuộc vào SIR, ảnh hưởng của các va chạm giữa các người dùng đến chất lượng là như nhau. Điều này có thể thấy trên hình 2.34, vẽ BER mô phỏng của FH-CDMA cùng với các giới hạn trên dưới và BFSK không nhất quán, N = 100 tần số, và K = 25 người dùng. Chất lượng được vẽ theo tỉ số gần xa hoặc công suất của 1 tín hiệu nhiễu so với tín hiệu mong muốn. Khi 1 nguồn nhiễu tăng rất mạnh so với tín hiệu mong muốn, chất lượng thực chất không bị ảnh hưởng. Điều này hoàn toàn tương phản với DS-CDMA, rất nhạy cảm với vấn

         Trong chương này ta đã mô tả 2 kĩ thuật trải phổ cơ bản được dùng trong hệ thống CDMA: nhảy tần và dãy trực tiếp. Ta cũng đã miêu tả chất lượng của các kĩ thuật này trong môi trường 1 người dùng cũng như tác động của nhiều truyền dẫn đồng thời (được gọi là MAI). Ta đã chỉ ra rằng trong môi trường pha- đinh, các tín hiệu trải phổ cỏ ưu điểm đáng kể về chất lượng so với các tín hiệu dải hẹp nhờ khai thác phân tập tần số. Tuy nhiên, trong môi trường đa người dùng, MAI có thể làm giảm cấp nghiêm trọng chất lượng và là yếu tố hạn chế chất lượng, nhất là khi có sự phân tán lớn về công suất thu. Trong chương sau ta sẽ khảo sát môi trường tế bào, ở đó đã khai thác các tính chất của tín hiệu trải phổ để cải thiện dung lượng tổng của hệ thống bất chấp các hạn chế do MAI gây ra.

Đọc thêm tại: http://timhieukythuatdientu.blogspot.com/2015/06/so-sanh-chat-luong-cua-fhss-voi-cua-m.html

Từ khóa tìm kiếm nhiều: bức xạ điện từ

So sánh chất lượng của FH/SS với của M- FSK

      Ta có thể thấy rằng pha-đinh Rayleigh đầu tiên, như trong trường hợp DS/SS, gây nên sự giảm cấp mạnh của chất lượng khi so sánh với kênh AWGN. Ngoài ra, ta có thể thấy rằng sự tăng M không cải thiện nhiều chất lượng như trong kênh AWGN. Hơn nữa, chất lượng của FH/SS là không khác với của M- FSK không nhất quán tiêu chuẩn.Tuy nhiên, trải phổ có lợi thế so với điều chế dải hẹp ở chỗ nó có thể nhận được phân tập qua sự mở rộng dải thông. Ta đã thấy điều này trong trường họp.DS/SS. Với FH/SS, tín hiệu được nhảy trên dải thông lớn hon nhiều dải thông tín hiệu gổc. Lí tưởng, dải thông nhận được là lớn hon đáng kể dải thông nhất quán của kênh (tức là dải tần số trên đó tín hiệu có tương quan cao). Khi điều này được thực hiện, các Symbol phát đi trong các chu kì nhảy khác nhau sẽ chịu điều kiện pha-đinh khác nhau. Cách đơn giản nhất để nhận được phân tập trong tình huống như vậy là nhờ nhảy tần nhanh, tức là nhảy nhiều lần trên Symbol. Nêu điều này được thực hiện và khoảng cách nhảy (theo tần số) là lớn hơn dải thông nhất quán của kênh, ta nhận được phân tập trong mỗi khoảng Symbol. Như trong DS/SS, phân tập cải thiện chất lượng vì nó cung cấp nhiều cơ hội cho kênh tốt. Mức độ phân tập phụ thuộc trực tiếp vào cả số lượng nhảy ữên Symbol và vào dải thông nhất quán của kênh. Cụ thể, mức phân tập L sẽ xấp xỉ bằng:

       Ở đây Bs à dải thông sau trải, Bc là dải thông nhất quán, Ts là độ dài Symbol, Tc là chu kì nhảy, và Ị_xJ là hàm sàn (số nguyên lớn nhất nhỏ hơn x). Với phân tập L-mức, chất lượng của BFSK không nhất quán (M= 2).
Chất lượng của L = 1, 2, 4, 8 được vẽ trong hình 2.32. Ta có thể dễ dàng thấy rằng như trong trường hợp DS/SS, phân tập nhờ trải phổ cho phép tăng đáng kể chất lượng trong pha-đinh Rayleigh. Đáng tiếc, một điểm khác trong FH/SS là khó nhảy tần nhanh. Nhảy tần nhiều lần trên Symbol có thể là sự thách thức đối với thực hiện thực tế. Lựa chọn khác là áp dụng mã hóa sửa lỗi và xen kẽ. Điều này cho phép phân tập thời gian bởi nhảy tần được kết hợp vào các số liệu thống kê quyết định mã hóa.

Đọc thêm tại: 

• http://timhieukythuatdientu.blogspot.com/
• http://timhieukythuatdientu.blogspot.com/2015/06/xap-xi-hop-li-cho-cac-kenh-pha-inh.html