Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức

Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức trang 1

Trang 1

Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức trang 2

Trang 2

Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức trang 3

Trang 3

Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức trang 4

Trang 4

Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức trang 5

Trang 5

Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức trang 6

Trang 6

Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức trang 7

Trang 7

Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức trang 8

Trang 8

Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức trang 9

Trang 9

Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 161 trang nguyenduy 04/06/2024 1000
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức

Luận án Giải pháp xử lý tín hiệu cho bộ cảm nhận phổ dải rộng trong hệ thống thông tin vô tuyến nhận thức
ng bình ng v i các gi  thi t H0 và H1. Kho ng 
cách gi a hai giá tr  này ưc  nh ngh a: d= m1 − m 0 . Vy d= Km /σ, và 
 2 2 2
 2 Km Km S0
 d =2 = 2 = (2.37) 
 σK σ N 0
 47 
Giá tr  này chính là t  s  tín/t p (SNR), trong ó công su t tín hi u là 
 2 2 2
S0 = K m và công su t tp âm là N0 = K σ . Hàm m t  có iu ki n c a các 
 1 −t2 /2 1 −(t − d )/22
gi  thi t H0 và H1 là: fyHY| H ( | 0 ) = e và fyHY| H ( | 1 ) = e 
 0 2π 1 2π
 H1
 1K > ln η d
 Qui t c quy t  nh tr  thành: T( y ) =∑ y k + (2.38) 
 Kσ k =1 < d 2
 H 0
Các xác su t Pfa và Pd là: 
 ∞ ln η d 
 P= f( tHdtQ | ) = + (2.39) 
 fa∫ TH|0 0  
 ln η d d 2 
 +
 d 2
 ∞ ln η d 
 P= f( tHdtQ | ) = − (2.40) 
 d∫ T| H 1 1  
 ln η d d 2 
 +
 d 2
 ln η d
Nh ư trong Hình 2.2, giá tr  ng ưng so sánh λ = + . Khi thay i giá tr  
 d 2
ng ưng λ , các vùng i di n cho Pd và Pfa cng thay  i. Khi t ng giá tr  c a 
d, Pd tng khi Pfa là m t giá tr  cho tr ưc. Tuy nhiên ng ưng so sánh v n gi  
nguyên khi Pfa là h ng s . 
 Hình 2.2: Vùng quy t  nh mô t  Pd và Pfa 
 48 
K thu t phát hi n n ng l ưng hay còn g i là ph ươ ng th c b  o vô tuy n 
(radio meter) d a trên mô hình n  nh và xác nh c a tín hi u cng vi m t 
tp âm Gauss vi m t phân b  ph  công su t ã bi t ( σ0). S ơ  kh i ơn 
gi n c a m t b  o vô tuy n ưc mô t nh ư Hình 2.3. 
 Hình 2.3. Sơ  kh i b  o vô tuy n 
 1 T
 u ra c a b  phát hi n ưc xác  nh: V= ∫ xtdt( ) 2 (2.41) 
 σ 0 0
 N
 1 2
 i v i tín hi u ưc l y m u: V= ∑ x i (2.42) 
 σ 0 i=1
trong ó: xi bi u di n m u th  i ca x(t) . Theo [87], t các phép th  th ng kê, 
V có c tr ưng theo lu t χ2 vi 2TW bc t  do. Gi  s  s(t) là tín hi u PU ưc 
truy n qua m t kênh v i  l i h và có tp cng tr ng Gauss n(t) vi giá tr  
trung bình b ng không . G i W là b ng thông tín hi u, T là th i gian quan sát. 
Mc tiêu là xác nh xem có m t tín hi u xu t hi n ( H1) hay không ( H0). Tín 
hi u  hai tr ng thái này ưc mô t  nh ư sau: 
 N
 2
 H0 : ∑ n i
 i=1 (2.43) 
 N 2
 H1 : ∑ si+ n i
 i=1
trong ó: n - tp cng tr ng Gauss; s - tín hi u h u ích. Ký hi u N0 là m t  
 Er
ph  công su t c a tp. t E = , trong ó Er là n ng l ưng c a tín hi u thu 
 N0
ưc d ưi 2 gi  thi t. 
 49 
 2Λ
 1 2
 Vi gi  thi t H 0: E= ∑ n i (2.44) 
 2N0 W i=1
 Trong ó ni là s  m u có ưc b ng vi c l y m u n(t) ti t n s  Nyquist 
 2
2W . Vì ni ~ Normal (0,2 NW0 ) , E tuân theo lu t phân b  χ trung tâm 2Λ bc. 
 2
Tươ ng t  nh ư v y v i gi  thi t H 1, E tuân theo lu t phân b  χ phi trung tâm 
vi 2Λ bc và tham s  l ch tâm 2γ , trong ó γ là SNR. λ là ng ưng phát 
 2 2
hi n. Kí hi u Hi:µ i , σ i  mô t  gi  thi t Hi vi k  v ng µi và ph ươ ng sai σi
ca ngu n n ng l ưng tp ho c tín hi u: 
 H :µ , σ 2
  0 0 0 (2.45) 
 2
 H 1:µ 1 , σ 1
 Nu s  d ng các phép th ng kê E dưi 2 gi  thi t, các xác su t Pd, Pfa 
ưc xác  nh b i: 
  
 λ− µ 1
 Pd = Q   (2.46) 
 σ 1 
  
 λ− µ 0
 Pfa = Q   (2.47) 
 σ 0 
 Hình 2.4. Sơ  kh i b  phát hi n n ng l ưng vùng t n s  
 Mt b  phát hi n n ng l ưng c ng có th  thao tác v i tín hi u trong mi n 
tn s  gi ng nh ư trong máy phân tích ph . Trong tr ưng h p này, b ng t n 
cn quan tâm ưc tách ra b ng cách l c b  nh ng t n s  không mong mu n 
 50 
 mi n t ươ ng t  ho c mi n s . M t k  thu t ph  bi n là s  d ng các b  bi n 
i FFT và tính trung bình [45], nh ư trong Hình 2.4. 
 Thông th ưng,  ánh giá và so sánh các thu t toán phát hi n khác 
nhau, m t tham s  làm vi c quan tr ng c a b  phát hi n là “ c tính ho t 
ng máy thu” (Receiver Operating Characteristic - ROC) th ưng ưc s  
dng, ó là ưng cong mô t  m i liên h  gi a xác su t phát hi n v i xác su t 
cnh báo l m, ho c m i liên h  gi a xác su t phát hi n v i t  s  SNR trong 
iu ki n ràng bu c m t xác su t c nh báo l m c   nh. Tuy nhiên tham s  
này ch ưa ph n ánh ưc toàn b   c tính c a b  phát hi n. B  phát hi n còn 
có th  ưc ánh giá b ng “  ph c t p mu” [73]. Tham s  này xác nh 
cách th c mà kích th ưc m u N s thay  i m t cách phù h p v i s  thay  i 
SNR   t ưc các xác su t Pfa và Pd (ho c Pm) xác nh tr ưc. 
 So sánh v i các b  phát hi n có kích th ưc m u c   nh (Fixed Sample 
Size - FSS) s  d ng tiêu chu n th  Bayes hay Neyman-Pearson, c m nh n 
ph  n i ti p th c hi n nhanh h ơn r t nhi u  khía c nh tiêu chu n s  m u 
trung bình (ASN - Average Sample Number). 
 Mt l p  c bi t phép th  n i ti p g i là th  t  l  xác su t n i ti p 
(Sequential Probability Ratio Test - SPRT), ưc phát minh b i Wald [92]. 
Ph ươ ng th c này hi u qu  trong phát hi n t i ưu và các bài toán xác nh s  
thay i  t ng t trong iu ki n SNR th p và có ít m u phân tích. [68] ã 
ch ng minh SPRT là t i ưu  khía c nh xác su t phát hi n và xác su t báo 
nh m và th i gian phát hi n, và SPRT cn trung bình 1/4 s  m u mà phép th  
vi s  m u c   nh (Fixed Sample Size - FSS) c n. ASN h u ích khi cho 
th y b  phát hi n ph n ng nhanh nh ư th  nào vi s thay  i ph . 
 Trong n i dung nghiên c u c a lu n án, tiêu chu n Neyman-Pearson 
ưc s  d ng làm tiêu chu n ánh giá kh  n ng phát hi n c a b  c m nh n 
 51 
ph . Ph ươ ng pháp phát hi n n i ti p ưc s  d ng v i m c tiêu c i thi n t c 
 phát hi n. 
2.3 Gi i pháp cm nh n ph  di rng bng mô hình vô tuy n kép 
 Trên c ơ s  các nghiên c u t ng quan v  mô hình CR, ch c n ng c a 
SDR nói chung, ch c n ng c m nh n ph  nói riêng trong CR, các thu t toán 
cm nh n ph  và lý thuy t n n t ng v  bài toán phát hi n tín hi u, m t mô 
hình SDR thc hi n ch c n ng c m nh n ph  d i rng (Wideband Sensing 
Block - WSB) cho CR ưc  xu t nh ư Hình 2.5. 
 Mô hình b  WSB g m có 4 kh i ch c n ng chính: (1) Kh i c m nh n 
toàn d i (Full Band Sensing Block - FBSB); (2) Kh i c m nh n ơn kênh 
(Single Channel Sensing Block - SCSB); (3) C ơ s  d  li u (CSDL) ph  t n 
s, và (4) Kh i t ươ ng t . 
 Hình 2.5. Mô hình cm nh n ph  b ng r ng cho CR 
 52 
 Kh i FBSB có nhi m v  liên t c quét toàn gi i t n, o  c ánh giá các 
tham s  v  tín hi u và tp âm trong t ng kênh. Các tham s  này bao g m: (1) 
Mc tp âm nn; (2) Tr ng thái b ng tr ng hay ó b  chi m; (3) V  trí tín hi u 
pilot (n u có). D  li u ánh giá ưc l ưu tr  trong CSDL. 
 Kh i c m nh n ơn kênh (SCSB) s d ng CSDL  cài t các tham s  
kh i t o và th c hi n c m nh n theo m t thu t toán phù h p v i các tham s  
ca kênh c n c m nh n. Tham s  kh i t o là s  m u trung bình (N avg )  phát 
hi n tín hi u v i m c SNR ã ưc l ưu tr . Hình 3 mô t  m i quan h  gi a 
giá tr  N avg và SNR v i ràng bu c các giá tr  xác sut Pd và Pfa cho tr ưc. 
 CSDL ưc c p nh p liên t c b i kh i FBSB và ưc s  d ng b i b  
SCSB làm tham s  kh i t o c a thu t toán c m nh n. Vi c có m t CSDL 
ưc c p nh t liên t c mang  n nhi u l i im cho ho t  ng c a b  thu ơn 
kênh nói riêng c ng nh ư toàn h  th ng nói chung: 
 1. Vi c ánh giá chính xác m c tp âm nn c ng nh ư t  s  SNR trong 
 kênh cho phép b  c m nh n ơn kênh làm vi c ưc v i các kênh có t  
 s SNR nh , làm t ng c ơ h i s  d ng ph  cho CR mà v n  m b o 
 không làm nh h ưng t i ho t  ng c a PU. 
 2. i v i các kênh có SNR l n, các tham s  cài t cho b  phát hi n ơn 
 kênh cho phép th i gian c m nh n nhanh h ơn, s  d ng tài nguyên ph n 
 cng ít h ơn mà v n  m b o hi u qu  c m nh n. 
 3. Mt CSDL t n s  chi ti t cho phép CE ch n l a ra danh sách các t n s  
 ho t  ng t t nh t cho CR trên nhi u ph ươ ng di n nh ư m c tp âm nn, 
 tn s  ho t  ng tin c y hay tn su t s d ng b ng thông, Qua ó, 
 CE có th  ch n l a các kênh ít ưc PU s  d ng và có ch t l ưng 
 ưng truy n t t,  m b o cho k t n i CRN b n v ng. 
 Kh i t ươ ng t  g m có các thành ph n chính: anten, khu ch  i t p âm 
th p, b  tr n, các b  ADC và THTS cho hai tuy n thu. B  THTS ưc iu 
 53 
khi n b ng thu t toán ph n m m  t ng t c  khóa và ti t ki m n ng l ưng. 
Nghiên c u chi ti t v  b  THTS và thu t toán ưc trình bày trong ch ươ ng 3. 
  xây d ng thu t toán ho t  ng cho t ng kh i c m nh n ph , d a trên 
cn c  lý thuy t nguyên lý ho t  ng c a b  c m nh n ph  s  d ng b  phát 
hi n n ng l ưng. Nh ư trong phân tích, trong m t phép th  th ng kê trên 
ngu n tín hi u c n phát hi n, khi giá tr  Navg là s  m u quan sát  l n, nghiên 
cu c a Urkowitz [87] ã ch ng minh phép th  s  tuân theo lu t phân b  
Gauss v i hai tr ng thái: H0 khi ch  có tp âm, và H1 khi có tín hi u c ng tp 
 2
âm. Kí hi u µi và σi là giá tr  trung bình và ph ươ ng sai c a ngu n nng 
lưng trong hai tr ng thái, ph ươ ng trình (2.45) ưc vi t l i nh ư sau: 
  2 2 4
 H0:µσ 0 = Navg n , σ0 = 2 N avg σ n
  (2.48) 
 2 2 4 2
 H1:µσ 1=+ Navgn Np avgs ,24 σ 1 = N avgn σ + Np avgns σ
 s2
trong ó σ2 là m t  công su t c a tp âm, p = là công su t trung bình 
 n s N
ca tín hi u và Navg là s  m u quan sát. T  s  tín/t p (SNR) ưc  nh ngh a 
 2
 ps s
là SNR =2 = 2 . Khi Navg  l n, theo lý thuy t gi i h n trung tâm, các 
 σnN avg σ n
xác su t Pfa và Pd ưc xác  nh b ng các công th c [69]: 
 λ− µ  λ− N σ 2 
 P= Q0  = Q avg n  (2.49) 
 fa σ 2 
 0  σ n2N avg 
   λ−N σ 2 + p 
 λ− µ 1 avg( n s ) 
 Pd = Q  = Q (2.50) 
 σ  2 
 1 σn2N avgn σ + 4 N avgs p 
Gi Pd-des và Pfa-des là các xác su t phát hi n và xác su t cnh báo l m mong 
mu n c n  t ưc, Q−1 và Q−1 là các hàm Q ngh ch  o c a P và P
 Pd− des Pfa− des d-des fa-
des . S d ng tiêu chu n ánh giá Neyman-Pearson, v i m t ràng bu c ban  u 
v giá tr  xác su t cnh báo l m Pfa-des mong mu n, t  c p công th c (2.49), 
(2.50) và công th c tính SNR, th c hi n bi n  i ng ưc, s có: 
 54 
 −1
Ngưng tín hi u c n  t trong b  so sánh là: λ= µ0 + σ 0 Q( P fa− des ) (2.51) 
 2
 −1 − 1 
 2Q() Pfa− des− Q() P d − des (1 + SNR ) 
S m u trung bình, N , là: N = (2.52) 
 avg avg SNR 2
 Hình 2.6. Mi liên h  gi a Navg và SNR ng v i Pfa khác nhau 
 Công th c (2.52) trên cho th y n u thông tin v  SNR ưc xác  nh 
tr ưc, thì tín hi u có th  ưc phát hi n v i các ràng bu c v  xác su t phát 
hi n và xác su t c nh báo l m cho tr ưc v i m t giá tr  SNR b ng cách t ng 
th i gian c m nh n (t ươ ng ng v i vi c t ng Navg ). V i các tham s  v  xác 
su t phát hi n và xác su t c nh báo l m mong mu n cho tr ưc, t  công th c 
(2.52) có th  xây d ng ưng cong liên h  gi a hai tham s  Navg và SNR .  
th  hình 2.6 cho th y, gi  s   t iu ki n xác su t c nh báo l m là Pfa =0,1,  
phát hi n ưc tín hi u trong kênh có t  s  SNR bng -5dB, c n s  m u trung 
bình, Navg , b ng 68 m u, trong khi n u SNR bng -15dB, s  m u trung bình 
cn cài t là 493 m u. Khi CE yêu c u  chính xác c m nh n l n h ơn, gi  
 55 
s Pfa =0,05 , v i SNR=-5dB , s  m u Navg=106,  i v i SNR=-15dB , s  m u 
Navg=768. Có th  th y giá tr  Navg thay i r t nhi u khi các tham s  ràng 
bu c t  CE (xác su t c nh báo l m) và tham s  môi tr ưng (t  s  SNR trong 
kênh c n phát hi n) thay  i. 
 Hình 2.7. Navg  phát hi n tín hi u v i tham s  th ng giáng t p khác nhau 
 Tuy nhiên [82] ã ch  ra r ng luôn t n t i m t giá tr  không ch c ch n 
 2
(uncertainty) v  tham s  t p âm,  ó giá tr  công su t t p danh  nh σn nm 
 2 2 
trong m t gi i h n (1 /ρ) σn , ρσ n  vi ρ > 1 là tham s   c tr ưng cho s  
không ch c ch n, hay s  th ng giáng công su t t p. Vì v y t n t i m t gi i 
hn ưc g i là “T ưng ch n SNR” (SNR Wall) là gi i h n b  phát hi n n ng 
lưng có th  phát hi n ưc tín hi u. 
 ρ 2 −1
 SNR = (2.53) 
 wall ρ
 56 
 2
 −1 − 1 
 2QP()fades−− QP() ddes − (1 + SNR ) 
 Khi ó: N avg = 2 (2.54) 
 1  
 SNR −ρ −  
 ρ  
 Hình 2.7 mô t  nh h ưng c a h  s  ρ ti gi i h n phát hi n tín hi u. 
 Khi ρ = 0 (tr ưng h p lý tưng), có th  phát hi n tín hi u v i m c SNR 
bt k . Khi ρ = 0,1 dB , SNR wall bng -27dB . Nh ưng khi ρ = 1dB , SNR wall tng 
lên t i -7dB , ngh a là s  không th  phát hi n tín hi u d ưi m c ng ưng này dù 
tng Navg lên n vô cùng. 
 Hai giá tr  Pd và Pfa nm trong gi i h n (0,1). Thông th ưng mong mu n 
Pfa càng nh  càng t t và Pd càng l n càng t t. Công th c (2.54) trên cho th y 
nu thông tin v  SNR ưc xác  nh tr ưc, thì tín hi u có th  ưc phát hi n 
vi các ràng bu c v  xác su t phát hi n và xác su t c nh báo l m cho tr ưc 
vi m t giá tr  SNR b ng cách t ng th i gian c m nh n (t ươ ng ng v i vi c 
tng Navg ). 
 - Khi trong kênh có tín hi u phát x  m nh, t c là SNR l n, thì ch  c n 
mt s  m u Navg nh  là   phát hi n. Tuy nhiên khi tín hi u y u, SNR nh , 
cn m t s  m u Navg ln m i có th  phát hi n ưc tín hi u. Giá tr  gi i h n 
Navg_max ph  thu c vào tham s  ρ ca t p âm. 
 -  ng  c nh ho t  ng c a CR, trong nhi u tình hu ng, s  không có 
thông tin v  tp âm hay tr ng thái kênh ưc cung c p, vì v y thu t toán phát 
hi n cn ph i ưc l ưng các thông tin này. 
 Các k t lu n trên là c n c  c ơ b n  xây d ng thu t toán ho t  ng c a 
b WSB. Mc tiêu c a b  FBSB là i xác nh giá tr  Navg hp lý và các tham 
s v  t p âm, tín hi u cho t ng kênh và l ưu vào c ơ s  d  li u. Các giá tr  này 
sau ó ưc b  SCSB s d ng  cài t kh i t o các tham s  cho thu t toán 
cm nh n. 
 57 
2.3.1 Ưc l ưng tham s  tr ng thái kênh và tính giá tr  Navg 
CSDL ưc c p nh p liên t c b i kh i FBSB và ưc s  d ng b i b  c m 
nh n ơn kênh làm tham s  kh i t o c a thu t toán c m nh n. Các giá tr  
trung bình, ph ươ ng sai c a tp âm và tín hi u (trong tr ưng h p kênh có tín 
hi u phát) ưc b  FBSB ánh giá ưc l ưng. Có nhi u thu t toán ánh giá 
các tham s  trên. Nghiên c u [32] ch  ra r ng trong a s  tr ưng h p, có th  
nh n d ng tín hi u thông qua giá tr   c tr ưng ph ươ ng sai tích l y c a nó, khi 
tham s  này thay i l n  i v i tín hi u, nh ưng ph ng  i v i tr ưng h p ch  
có t p, s  khác bi t x y ra ch  y u  vùng t n s  th p trong kênh, c bi t 
trong mi n gi a hàm sinc i v i các tín hi u iu ch  s . Trong [77], bng 
tn ưc chia thành 2 ph n và so sánh n ng l ưng  xác  nh vùng nào là tp 
âm và vùng nào là tín hi u. Trong [66], giá tr  ph ươ ng sai tín hi u và tp âm 
ưc ánh giá thông qua h  th ng a anten,... Trong ph m vi nghiên c u c a 
lu n án, ph ươ ng pháp ánh giá tham s  t p âm và tín hi u trong kênh do [77], 
[32], [73] và [62] mô t  ưc áp dng. 
 Gi n là tp âm, s là tín hi u, n0 , n0 là giá tr  trung bình và  l ch c a 
tp âm trong kênh, s0 , s0 là giá tr  trung bình và  l ch c a tín hi u trong 
kênh, P là giá tr  trung bình c a tín hi u pilot (trong tr ưng h p c u trúc tín 
hi u có pilot). G i µˆnN, σ ˆnN , µ ˆ sN , σ ˆ sN là các giá tr  tham s  tp âm và tín hi u 
ưc ánh giá t i m u th  N. Kí hi u E[x] là k  v ng c a bi n ng u nhiên X. 
 2 2  2
T  nh ngh a µ = E[ X i ] và σ=E X i  − µ , giá tr  trung bình c a X sau N 
 1 N
mu là XN= ∑ X i , các tham s  ưc tính toán nh ư sau [62]: 
 N i=1
 Giá tr  trung bình c a t p âm: 
 1N  1  N 1 N
 µˆ nN ==EnE[] ∑ ni  = En  ∑ i == ∑ n inµ 0 (2.55) 
 Ni=1  N  i = 1 N i = 1
 58 
 Tươ ng t , giá tr  trung bình c a tín hi u: µˆsN = µ s0 (2.56) 
 Ph ươ ng sai tín hi u: 
 2 2  2
 σˆ sN=E s avg  − µ sN
 (2.57) 
 N N 2
 12  1 
 =∑si −  ∑ µ si 
 Ni=1 N i = 1 
 ánh giá ph ươ ng sai và  l ch c a tp âm: 
 2 2  2
 σˆ nN=E n avg  − µ nN
 2
 1N    1 N 1 N  
 2 2 (2.58) 
 =En∑in  −=µ0 En  ∑ i ∑ n jn   − µ 0
 Ni=1    Ni =1 N j = 1  
 NN  NN
 12 1   2
 =E2∑∑ nnijn  −=µ0 2 ∑∑ Enn ijn  − µ 0
 Nij==11  N ij == 11
   2
Vì i v i t p âm, Ennij= EnEn[ i]  j =µ nnn µ = µ vi i≠ j bt k , nên: 
 1N 1 N
 ˆ 2 2    2
 σnN=2∑En i  + 2 ∑∑ Enn ijn  − µ 0
 Ni=1 N iji = 1 ≠
 N N
 122 1 22
 =2∑()σµnn00 ++ 2 ∑∑ µµ nn 00 − (2.59) 
 Ni=1 N iji = 1 ≠
 1N − 1 1
 =σµ22 ++ µµ 22 −= σ 2
 N()nn00 N nn 00 N n 0
 Nh ư v y: 
 1
 σˆ = σ (2.60) 
 nN n 0 N
 Có th  th y, khi s  m u quan sát N tng lên càng l n, ph ươ ng sai (  
 1
lch) c a t p âm càng gi m, v i h  s  t  l  gi m b ng . Khi chu trình 
 N
ưc l ưng tp âm kt thúc, s  o ưc giá tr  σˆnN . T i th i im này, giá tr  
 l ch ban  u s  ưc tính ng ưc l i theo: 
 σn0 = σ nN N (2.61) 
 59 
 c l ưng h  s  th ng giáng t p và s  m u trung bình N avg_max : 
 2
  ưc l ưng giá tr  ρ , theo [73], t i l n quan sát i, g iσ ni là công su t 
 2
 σˆn
ca t p âm o ưc, thì t  s  ρi = 2 gi là h  s  th ng giáng t p t i th i im 
 σ ni
quan sát i. Sau N ln quan sát, h  s  th ng giáng t p ρ ưc xác  nh là:
ρ= max{ ρρ1 , 2 ,..., ρ N } 
 ρ 2 −1
 Vy: SNR = . Sau khi xác nh ưc giá tr  t ưng ch n SNR wall , 
 wall ρ
giá tr  Navg_max ti a c n  t là: 
 2
 2QP−1− QP − 1 () (1 + SNR ) 
 ()fades− ddes − wall  (2.62) 
 N avg _ max = 2
 []SNR wall
 Giá tr  này ưc l ưu vào CSDL cùng v i các tham s  ưc l ưng khác. 
 c l ưng b ng thông tín hi u trong kênh: 
 Khi th c hi n phân tích ph  tín hi u v i  dài FFT b ng NFFT , và t n s  
ly m u fs, thì  phân d i t n s   u ra b  FFT là ∆fFFT = f FFT/ N FFT . 
 Hi n nhiên  phân d i t n s  là t  l  ngh ch v i  dài d  li u phân tích. 
Vi c xác nh m t  dài NFFT phù h p v i t ng d ng tín hi u iu ch  s  
mang l i nhi u l i im.  i v i các tín hi u b ng h p, c n m t NFFT ln  
 phân d i t n s   u ra b  FFT ch a t i thi u m t vài thành ph n t n s  c a 
tín hi u trong kênh. Tuy nhiên NFFT ln c ng  ng ngh a v i th i gian bi n 
i FFT dài. i v i tín hi u b ng r ng, m t NFFT nh  là   ưc l ưng 
mc tín hi u trong bình trong kênh. 
 Hình 2.8 mô t  phân tích ph  tín hi u 10 kênh có b ng thông khác nhau 
s d ng kích th ưc NFFT bng 128 và 16.384 im, cho th y  i v i các kênh 
bng h p (nh ư các kênh có t n s  trung tâm nh  h ơn 15 MHz), c n m t kích 
th ưc FFT l n (16.384 im)  có th  o chính xác m c n ng l ưng tín hi u. 
Tuy nhiên i v i các kênh có b ng thông l n (t i t n s  l n h ơn 40 MHz) thì 
 60 
có th  s  d ng kích th ưc FFT nh  (128 im)  gi m th i gian phân tích, 
mà m c n ng lưng o ưc không b  suy gi m. 
 (a) NFFT =128 (b) N FFT =16.384 
 Hình 2.8. Phân tích ph  v i  dài NFFT khác nhau 
 Gi i pháp ưc l ưng b ng thông tín hi u trong kênh là: 
 - t kh i t o s  im NFFT = NFFT_ini có  dài trung bình (không quá 
ln ho c quá nh ),  m b o  phân d i t n s   m i kênh có s  l ưng v ch 
ph  b ng NFFT_chan_desired n  nh. 
 - Th c hi n phân tích ph .  m các v ch ph  có m c n ng l ưng l n. 
Nu s  vch ph  thu ưc, Nchan , nh  h ơn m

File đính kèm:

  • pdfluan_an_giai_phap_xu_ly_tin_hieu_cho_bo_cam_nhan_pho_dai_ron.pdf