Kỹ thuật phân tập trong viễn thông.

Phân tập ( diversity) là phương pháp dùng để nâng cao độ tin cậy của việc truyền tín hiệu. Kỹ thuật phân tập này thực hiện bằng việc truyền một tín hiệu giống nhau trên nhiều kênh truyền khác nhau tại đầu phát. Tại đầu thu có thể chọn hoặc kết hợp nhiều tín hiệu để có tín hiệu tốt nhất. Hay nói cách khác là kỹ thuật phân tập giúp phía thu (MS hoặc BTS) cải thiện chất lượng tín hiệu bị suy giảm trong quá trình truyền. Lợi dụng việc truyền trên nhiều kênh mà ta có độ lợi phân tập, thường đo bằng dB.

Phân loại Các kỹ thuật phân tập

Theo kĩ thuật có 3 loại phân tập trong viễn thông sau:

  • Phân tập tần số.
  • Phân tập thời gian.
  • Phân tập không gian.

Theo cách thức triển khai, có 2 loại:

  • Phân tập phát.
  • Phân tập thu.

Việc phân tập ở trên nhằm 2 mục đích:  tăng tốc độ phát và giảm tỉ số bit lỗi – Bit Error Rate (BER).

Phân tập trong viễn thông làm giảm mức công suất phát trên đường truyền từ anten phát nhờ đó sẽ giảm điện năng tiêu thụ và đơn giản hóa các vấn đề về thiết kế bộ khuếch đại công suất.

Các kỹ thuật phân tập phát

Một số kỹ thuật phân tập phát của phân tập trong viễn thông :

Phân tập tần số ( Frequency Diversity)

Phân tập tần số là kĩ thuật dùng hai hoặc nhiều kênh tần số sóng vô tuyến để truyền tín hiệu. Tức cùng một tín hiệu được phát trên hai kênh tần số khác nhau đến anten thu. khi đó tín hiệu nào tốt hơn thì đầu thu lấy tín hiệu đó.

Nhược điểm: của phương pháp phân tập tần số là sự tiêu tốn phổ tần. Ngoài ra do các nhánh phân tập có tần số khác nhau nên cần sử dụng một máy thu phát cao tần riêng.

Phân tập theo tần số
Phân tập theo tần số

Phân tập thời gian

Là kĩ thuật cơ bản, dùng những khe thời gian để truyền tín hiệu ban đầu.

Phân tập theo thời gian
Phân tập theo thời gian

Khoảng thời gian để các tín hiệu fading không tương quan tại máy thu tối thiểu là thời gian đồng bộ của kênh truyền.

Nhược điểm: Phương pháp phân tập thời gian làm suy giảm hiệu suất băng tần vì cần thời gian để xử lý tín hiệu

Phân tập không gian

Kỹ thuật phân tập không gian sử dụng nhiều anten độc lập để truyền tín hiệu tới đầu thu. Khoảng cách yêu cầu thay đổi tùy theo độ cao anten, môi trường truyền và tần số.

Phân tập không gian
Phân tập không gian

Ưu điểm của phương pháp phân tập không gian là không làm suy giảm hiệu suất băng tần. không tiêu tốn phổ tần số, dễ sử dụng và sử dụng được nhiều nhánh phân tập.

Các kỹ thuật phân tập thu

Một số kỹ thuật phân tập trong viễn thông cơ bản:

1. Kỹ thuật SC (Selection Combiner)

Kỹ thuật phân tập thu SC hoạt động dựa trên nguyên tắc lựa chọn tín hiệu có SNR tốt nhất. Sơ đồ này được dùng trong các hệ thống đơn giản, giảm bớt yêu cầu phần cứng vì sự đơn giản.

Mô hình phân tập anten thu kết hợp bộ chọn lọc
Mô hình phân tập anten thu kết hợp bộ chọn lọc

Tại mỗi thời điểm chỉ có một nhánh được sử dụng và đó là nhánh có tín hiệu tốt nhất. Tại máy thu sẽ hồi tiếp về để cho máy phát. Trên mỗi nhánh đều có bộ theo dõi SNR đồng thời và liên tục

2. Kỹ thuật TC (Threshold Combiner)

Nguyên lý kỹ thuật TC gần giống với SC nhưng thay vì đặt các bộ trên mỗi nhánh thì ta chỉ  đặt một bộ so sánh rồi quét tất cả các nhánh theo thứ tự, mức SNR của các nhánh sẽ so sánh với mức SNR ngưỡng γ, nếu SNR nhánh nào cao hơn mức ngưỡng sẽ chọn và đưa vào xử  lý.

Mô hình phân tập anten thu TC
Mô hình phân tập anten thu TC

Vì kỹ thuật này phụ thuộc vào các ngưỡng đặt ra trong bộ so sánh nên phương pháp có độ lợi phân tập thấp.

3. Kỹ thuật MRC ( Maximum Ratio Combiner)

Mỗi tín hiệu ở mỗi nhánh có một trọng số αi #0 tương ứng với SNR của nó, đồng thời tín hiệu trên mỗi nhánh phải cùng pha với nhau αi = ai  với θi là pha trên nhánh thứ i.

Mô hình phân tập anten thu MRC
Mô hình phân tập anten thu MRC

Ưu điểm nổi trội của MRC là tổng SNR đạt được bằng cách cộng các SNR của các  nhánh với các trọng số tương ứng. Vì vậy, SNR của tín hiệu thu sẽ tăng tuyến tính theo số nhánh phân tập.

Bài viết này đã chia sẻ một số ít kiến thức căn bản của kỹ thuật phân tập – diversity. Một vài kỹ thuật phân tập cơ bản, ưu nhược điểm của từng phân tập. Hi vọng các bạn sinh viên kĩ thuật, nhất là viễn thông có thể hiểu thêm về nó.

Chúng tôi mong mang đến những kiến thức bổ ích nhất đến mọi người. Không chỉ trong lĩnh vực viễn thông: điện tử (mạch khóa số), thu thập năng lượng qua sóng RF…. Mà còn trong chuyên môn chúng tôi: kỹ thuật đo lường, hiển thị với các sản phẩm như: Bộ chuyến đổi tín hiệu, bộ hiển thị, cảm biến nhiệt, cảm biến báo mức… để được tư vấn dùng thiết bị theo yêu cầu. Các bạn hãy liên hệ Mr. Thống theo thông tin:

Xem thêm: Mô hình Alamouti – Mô hình sử dụng kĩ thuật Phân tập trong viễn thông

————————–

Chịu trách nhiệm nội dung:

Th.s Nguyễn Viết Thống

Phones/Zalo : 0932 53 43 73  

Email : thongnv22@Bff-tech.com

2 thoughts on “Kỹ Thuật Phân Tập Trong Viễn Thông

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

ZALO CHAT