Các mạng thông tin vô tuyến đề tài sim uwb 4 02

Hình 1 Ta cần lưu ý rằng, với bất kỳ tín hiệu thu trong môi trường truyền dẫn vô tuyến đều có thể được coi là tổng của các tín hiệu thu từ vô hạn số các bộ tán xạ.. Nói cách khác, kênh

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA VIỄN THÔNG I - -

MÔN HỌC CÁC MẠNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN

2 | P a g e

Mục lục

I SIM_UWB_4.02a 3

1 Lí thuyết 3

2 Mô phỏng 4

II SIM_UWB_4.02b 9

1 Lí thuyết 9

2 Mô phỏng 12

A là thành phần LOS, đường truyền B là thành phần phản xạ, đường truyền C là thành phần tán xạ và đường truyền D là thành phần nhiễu xạ

Hình 1

Ta cần lưu ý rằng, với bất kỳ tín hiệu thu trong môi trường truyền dẫn vô tuyến đều có thể được coi là tổng của các tín hiệu thu từ vô hạn số các bộ tán xạ Theo định lý giới hạn trung tâm, thì tín hiệu thu có thể coi là một biến ngẫu nhiên Gausơ Nói cách khác, kênh

vô tuyến phải chịu pha đinh đa đường hình 1 có thể được trình bày bởi một biến ngẫu nhiên Gausơ phức W1 + jW2 , W1 và W2 là các biến ngẫu nhiên Gausơ độc lập thống

kê trung bình không và phương sai 𝜎 2 Gọi X là biên độ của biến ngẫu nhiên Gausơ phức W1 + jW2 vì thế ta có = √𝑊12 + 𝑊22 Khi này X là một biến ngẫu nhiên phân bố Rayleigh có hàm mật độ xác suất :

𝒇𝒙(𝒙) = 𝒙

𝒙𝟐 𝟐𝒙𝟐 (1)

𝒇𝒙(𝒙) = 𝒙

𝒙𝟐+𝒄𝟐 𝟐𝒙𝟐 𝑰𝟎(𝒙𝒄

2 Mô phỏng

Chương trình Matlab thực hiện tính toán, mô phỏng và biểu diễn phân bố của kênh pha đinh Rayleigh và kênh pha đinh Rice được cho bởi chương trình Sim_UWB 4.02

❖ : Chương trình thực hiện mô phỏng tạo kênh pha đinh phân bố Rayleigh Chương trình nhận số lượng thực hiện kênh, L Đầu ra của chương trình là vector kênh có phân bố Rayleigh, H Lệnh thực hiện chương trình là:

[H] = uwb40201_Ray_model(L)

❖ Mô phỏng tạo kênh pha đinh phân bố Rice Chương trình nhận hai đầu vào:

hệ số Rice, K_dB; số lần thực hiện kênh, L Đầu ra của chương trình là vector kênh có phân bố Rician, H Lệnh thực hiện chương trình là:

[H] = uwb40202_Ric_model(K_dB, L)

➢ Tham số mô phỏng

5 | P a g e

➢ Thực hiện mô phỏng tạo kênh phadinh phân bố Rayleigh

➢ Thực hiện mô phỏng tạo kênh fading phân bố Rice

cho kênh mô phỏng

- Lấy giá trị đầu ra của hàm

hist với đầu vào là

Rayleigh_ch(1,:)) và level rồi gàn vào temp và x

i của Rician_ch(i,:) được gán bằng đầu ra của function

uwb40202_Ric_model với đầu vào là K_dB và N

(3) temp và x là đầu ra của hàm

Khởi tạo function

uwb40201_Ray_model với đầu

Khởi tạo function

uwb40201_Ric_model với đầu

sqrt(1/(K+1))*uwb40201_Ray_model(L);

Hình 2 : Mô hình kênh fading chọn lọc tần số với nhiều đường rẽ nhánh

Cũng vậy, từ mô hình này, đáp ứng xung kim của kênh (CIR) phụ thuộc thời gian

là tổng L đường truyền rời rạc như sau:

trong đó 𝑎𝑙 và 𝜏𝑙 là hệ số trễ và trễ truyền của nhánh  được cho trong bảng 1 của

mô hình COS207 (sự phụ thuộc của 2 a vào   được gọi là lý lịch trễ công suất PDP), (.) là hàm delta và (t) 𝑙 là quá trình ngẫu nhiên Gausơ phức được xác định như sau:

10 | P a g e

- - Trong đó chỉ số j biểu thị cho thành phần thực (j=1) và ảo (j=2), chỉ số n biểu thị thành phần điều hòa n, chỉ số  biểu thị đường truyền sóng thứ 𝑙 , 𝑁𝑗,𝑙 biểu thị số lượng hàm điều hòa, 𝑐𝑗,𝑛,𝑙 là hệ số Doppler của thành phần điều hòa, 𝑓𝑗,𝑛,𝑙là tần số Doppler và 𝑗,𝑛,𝑙 là pha Doppler

Nếu tín hiệu đầu vào của kênh pha đinh di động là x(t), thì tín hiệu đầu ra của kênh này được xác định như sau:

Như vậy tín hiệu đầu ra y(t) của kênh có thể được biểu thị như là sự xếp chồng L phiên bản của tín hiệu đầu vào 𝑥(𝑡 − 𝜏) , trong đó mỗi phiên bản trễ này được đánh trọng số bởi hệ số trễ 𝑎 𝑙 và quá trình Gausơ phức 𝑙(𝑡)

Ta có thể biểu diễn phương trình (8) ở dạng rời rạc hóa theo thời gian như sau:

11 | P a g e

Bảng 1 : Đặc tả các mô hình kênh L đường truyền theo COST207 (COS89) trong

đó L=4 (RA) và L=5 (TU, BU, HT)

12 | P a g e

2 Mô phỏng

Chương trình mô phỏng kênh pha đinh di động chọn lọc tần số theo mô hình

đường trễ rẽ nhánh với các tham số đặc tả (bảng 1) được cho bởi Sim_UWB

4.02b

➢ Tham số mô phỏng

➢ Tạo miền thời gian của tín hiệu vào cho kênh mô phỏng

➢ Kết quả mô phỏng

13 | P a g e

Vùng ‘bu’ – Thành phố tồi

→ Nhận xét : Qua kết quả mô phỏng ta thấy được rằng đáp ứng kênh có biên

độ (dB) khác nhau trong cả miền thời gian và tần số

- Tại mỗi tần số biên độ đáp ứng kênh khác nhau

- Tại mỗi thời điểm ( thời gian ) biên độ đáp ứng kênh cũng khác nhau

15 | P a g e

→ Nhận xét : Kết quả trên là kết quả mô phỏng biên độ đáp ứng kênh trong cả miền thời gian và tần số của địa hình ‘tu’ – Thành phố điển hình

16 | P a g e

→ Nhận xét : Kết quả trên là kết quả mô phỏng biên độ đáp ứng kênh trong cả

miền thời gian và tần số của địa hình ‘ht’ – đồi núi

→ Qua đây ta nhận thấy rằng mỗi vùng địa hình sẽ có đáp ứng kênh riêng biệt

tương ứng Qua mô phỏng đáp ứng kênh của từng vùng ta nhận thấy vùng nông

thôn có đáp ứng kênh ít chọn lọc tần số nhất và vùng đồi núi là nhiều nhất

- (6) Khai báo tần số fs -(7) Khai báo dải tần số cho mp -(8) Khai báo khu vực mô phỏng (‘bu’ – thành phố tồi)

-(9) Khai báo f_max -(10) Khai báo t_0 -(11) Khai báo N_1

[C1,F1,TH1,C2,F2,TH2,F01,F02,RHO,F_RHO,q_l,T,tau_l]

0 gồm size(q_1) cột

+ Lệnh này tính mu_1

(2) Kết thúc lệnh điều kiện if (3) Gán h_t(n+1) = sum(mu_1) (4) Kết thúc vòng lặp for

12 Các câu lệnh tiếp theo để vẽ

19 | P a g e

C1,F1,TH1,C2,F2,TH2,F01,F02,RHO,F_RHO,q_l,T,tau_l

Nếu lower(AREA1)=='ra' ( nông thôn) thì khai báo tham

21 | P a g e

end