đồ án tốt NGHIỆP đại học đề tài CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG UWB

Lời nói đầuCông nghệ truyền thông vô tuyến trên thế giới đang có những b ớc phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu cầu truyền số liệu ngày càng tăng.. Tuy nhiên, khoảng cách giữa yêu cầu t

Lời nói đầu

Công nghệ truyền thông vô tuyến trên thế giới đang có những b ớc phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu cầu truyền số liệu ngày càng tăng Tuy nhiên, khoảng cách giữa yêu cầu tốc độ dữ liệu cần truyền với khả năng đáp ứng của các công nghệ vẫn ch a đ ợc giải quyết.

 Mặt khác, tần số là một trong những tài nguyên vô tuyến quan trọng mà hiện tại đang dần bị cạn kiệt

Công nghệ truyền thông UWB ra đời không những có thể tăng đ ợc tốc độ truyền số liệu mà quan trọng hơn nó còn có khả năng tái sử dụng tần số Xuất phát từ tính hấp dẫn của công nghệ này mà em quyết định chọn UWB làm đối t ợng nghiên cứu trong đồ án tốt nghiệp của mình Mục đích chính của đồ án là tìm hiểu các vấn đề cơ bản liên quan đến công nghệ này.

Tổng quan về công nghệ truyền thông UWB

 Giới thiệu về UWB

 Lịch sử phát triển công nghệ UWB

 Các u điểm của UWB

 Thách thức đối với UWB

 Chuẩn hoá

 Các ứng dụng của UWB

Giới thiệu về UWB

Định nghĩa tín hiệu UWB

-Độ rộng băng lớn hơn 500 MHz

- không nhỏ hơn 0.2

L H

L H

f f

f f

UWB Sử dụng các xung có độ rộng rất hẹp

cỡ ns, mức công suất phát rất thấp (-41.25

dBm theo FCC), khoảng cách truyền dẫn nhỏ

(cell cỡ từ 3-10 m), không dùng sóng mang

Lịch sử phát triển công nghệ UWB

2002 Báo cáo và quy định đầu tiên của FCC về chấp thuận các hệ thống UWB

1998 Thông tin quy định của FCC đối với các hệ thống UWB

1994 Các ch ơng trình truyền thông UWB không phân loại đầu tiên

1965 Ross phát triển công nghệ UWB tại trung tâm nghiên cứu Sperry

Cuối 1950 xuất hiện nhu cầu phân tích đáp ứng xung của sóng vi ba ( tại

phòng thí nghiệm Lincoln, Sperry, … ) )

Các u điểm của UWB

Tốc độ bit dữ liệu cao

sử dụng tần số linh hoạt

Không gây nhiễu tới

Thách thức đối với UWB trong quá trình th ơng mại hoá

Các hệ thống UWB phải đảm bảo

C¸c øng dông cña UWB

TruyÒn d÷ liÖu trong WPAN

KÕt nèi ngo¹i vi PC

KÕt nèi ad-hoc

KÕt nèi c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö

KÕt hîp WLAN, WUSB víi UWB

Ph©n tÝch tÝn hiÖu UWB

 C¸c d¹ng xung sö dông trong UWB

 D·y xung vµ chuçi gi¶ t¹p ©m

 C¸c ph ¬ng ph¸p ®iÒu chÕ trong UWB

 L ¹ chän ph ¬ng ph¸p ®iÒu chÕ

 §a truy nhËp trong UWB

Các dạng xung sử dụng cho truyền thông UWB

Lựa chọn dạng xung cho hệ thống UWB phải thoả mãn yêu cầu mặt nạ phổ của

FCC

Xung Gaussian và Raised Cosin đ ợc nghiên cứu

Lựa chọn xung Gaussian do có thể tạo ra đơn giản trong khi vẫn có thể đáp ứng đ

ợc yêu cầu về phổ

Xung Raised cosin và phổ năng l ợng Xung đơn chu kỳ Gaussian và phổ năng l ợng

D·y xung vµ chuçi gi¶ t¹p ©m

Xung tuÇn hoµn vµ phæ cña nã

Xung cã vÞ trÝ ngÉu nhiªn vµ phæ cña nã

Các ph ơng pháp điều chế trong UWB

Điều chế biên độ xung (PAM)

Điều chế On-Off Keying (OOK)

§a truy nhËp trong UWB

§a truy nhËp ph©n chia theo tÇn sè trong UWB

§a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian

§a truy nhËp ph©n chia theo m·

-Nh¶y tÇn

-Nh¶y thêi gian

-Chuçi trùc tiÕp

Nhảy thời gian

Mỗi xung của một đối t ợng sử dụng có một vị trí t ơng ứng trong

khung có độ rộng Tf với mã PN mà nó đ ợc cấp phát

Tạo đ ợc vị trí ngẫu nhiên của các xung UWB trong chuỗi xung do đó phổ tín hiệu phẳng hơn

Bé thu ph¸t UWB

KiÕn tróc tæng quan hÖ thèng UWB

Ph©n tÝch bé thu sö dông m¸y thu Rake

KiÕn tróc tæng quan cñabé thu ph¸t UWB

Phân tích bộ thu UWB sử dụng máy thu Rake

Không tạp âm Có tạp âm

Sơ đồ để thu 5 đ ờng khả dụng nhất

Phân tích nhiễu

Băng tần hoạt động của các hệ thống vô tuyến

Giải pháp

-Sử dụng bộ lọc chắn dải với băng chắn từ 5.1-5.9 GHz lên tín hiệu UWB thu đ ợc

-Sử dụng UWB

đa băng

Kết luận

Đồ án đã làm rõ đ ợc các vấn đề sau:

- Tổng quan về công nghệ truyền thông UWB

- Phân tích tín hiệu trong UWB

- Bộ thu phát UWB: kiến trúc tổng quan và làm rõ đ ợc u điểm của

bộ thu sử dụng máy thu Rake