Tên luận án:
ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG FSO CHUYỂN TIẾP SỬ DỤNG ĐIỀU CHẾ SC-QAM DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA LỖI LỆCH TIA
Ngành:
Kỹ thuật viễn thông
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án này tập trung vào việc đánh giá và cải thiện hiệu năng của hệ thống truyền thông quang không dây trong không gian tự do (FSO) chuyển tiếp, đặc biệt giải quyết các thách thức do nhiễu loạn khí quyển và lỗi lệch tia gây ra. Truyền thông quang không dây (WOC) nói chung và FSO nói riêng là công nghệ đầy hứa hẹn cho các ứng dụng băng rộng trong tương lai nhờ tốc độ truyền bit cao, khả năng miễn nhiễm nhiễu điện từ, không yêu cầu cấp phép tần số và tính linh hoạt trong triển khai. Tuy nhiên, các hệ thống FSO ngoài trời, đặc biệt với cự ly truyền dẫn xa, phải đối mặt với nhiều ảnh hưởng từ môi trường như suy hao, tán xạ, hấp thụ, và đặc biệt là nhiễu loạn khí quyển cùng lỗi lệch tia, vốn được xác định là những yếu tố tác động lớn nhất.
Các nghiên cứu trước đây thường tiếp cận các giải pháp kỹ thuật một cách riêng lẻ, dẫn đến hiệu năng cải thiện còn hạn chế. Luận án này đặt mục tiêu khắc phục những hạn chế đó bằng cách nghiên cứu và đề xuất các giải pháp tổng thể. Mục tiêu chính là tìm kiếm các giải pháp cải thiện hiệu năng của hệ thống FSO dưới ảnh hưởng của nhiễu loạn khí quyển và lỗi lệch tia, đồng thời xây dựng các biểu thức toán học cho các tham số hiệu năng của hệ thống dựa trên các kỹ thuật cải thiện được đề xuất.
Luận án đóng góp hai nội dung khoa học chính. Thứ nhất, nó xây dựng mô hình giải tích và đánh giá hiệu năng của hệ thống FSO chuyển tiếp sử dụng điều chế SC-QAM dưới ảnh hưởng của lỗi lệch tia. Thứ hai, luận án đề xuất việc sử dụng kỹ thuật MIMO nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của lỗi lệch tia lên hiệu năng của hệ thống FSO chuyển tiếp sử dụng điều chế SC-QAM. Bố cục luận án bao gồm ba chương, đi từ tổng quan hệ thống FSO, phân tích ảnh hưởng của lỗi lệch tia lên hiệu năng với điều chế SC-QAM, đến việc giảm ảnh hưởng này bằng kỹ thuật MIMO. Các kết quả khảo sát cho thấy kỹ thuật chuyển tiếp kết hợp với MIMO cải thiện đáng kể hiệu năng và cự ly truyền dẫn của hệ thống FSO, đồng thời đặt ra hướng nghiên cứu tiếp theo về mô hình kênh và phương thức điều chế đa dạng hơn.
Mục lục chi tiết:
-
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG FSO
- 1.1. Giới thiệu chương
- 1.2. Mô hình một hệ thống FSO
- 1.2.1. Máy phát
- 1.2.2. Kênh truyền dẫn khí quyển
- 1.2.3. Máy thu
- 1.3. Các yếu tố ảnh hưởng lên hiệu năng hệ thống FSO
- 1.4. Mô hình kênh truyền
- 1.4.1. Giới thiệu về nhiễu loạn không khí
- 1.4.2. Tham số cấu trúc chỉ số khúc xạ
- 1.4.3. Mô hình nhiễu loạn Log-Normal
- 1.4.4. Mô hình nhiễu loạn Gamma-Gamma
- 1.4.5. Mô hình pha-đinh do lệch tia
- 1.5. Kỹ thuật MIMO và điều chế trong FSO
- 1.5.1. Giới thiệu về điều chế trong FSO
- 1.5.2. Điều chế biên độ cầu phương
- 1.5.3. Kỹ thuật MIMO
- 1.6. Các thông số đánh giá hiệu năng của hệ thống
- 1.6.1. Tỷ lệ lỗi ký tự trung bình
- 1.6.1.1. Hệ thống SISO/FSO
- 1.6.1.2. Hệ thống MIMO/FSO
- 1.6.2. Dung lượng kênh trung bình
- 1.6.2.1. Hệ thống SISO/FSO
- 1.6.2.2. Hệ thống MIMO/FSO
- 1.7. Kết luận chương 1
-
CHƯƠNG 2 ẢNH HƯỞNG CỦA LỆCH TIA LÊN HIỆU NĂNG HỆ THỐNG FSO CHUYỂN TIẾP SỬ DỤNG ĐIỀU CHẾ SC-QAM
- 2.1. Giới thiệu chương
- 2.2. Hệ thống FSO điểm-điểm sử dụng chuyển tiếp
- 2.3. Mô hình trạng thái kênh truyền
- 2.3.1. Suy hao đường truyền
- 2.3.2. Nhiễu loạn khí quyển
- 2.3.2.1. Mô hình nhiễu loạn Log-Normal
- 2.3.2.2. Mô hình nhiễu loạn Gamma-Gamma
- 2.3.3. Lỗi lệch tia
- 2.4. Tổng hợp biến đổi tín hiệu cho toàn hệ thống
- 2.4.1. Hệ thống chịu ảnh hưởng của nhiễu loạn khí quyển
- 2.4.2. Hệ thống chịu ảnh hưởng của lỗi lệch tia
- 2.4.2.1. Nhiễu loạn khí quyển yếu
- 2.4.2.2. Nhiễu loạn khí quyển từ trung bình đến mạnh
- 2.5. Tỷ lệ lỗi ký tự trung bình
- 2.6. Kết quả khảo sát hiệu năng hệ thống FSO với tham số ASER
- 2.6.1. Hệ thống chịu ảnh hưởng của nhiễu loạn khí quyển
- 2.6.2. Hệ thống chịu ảnh hưởng của lỗi lệch tia
- 2.6.2.1. Nhiễu loạn khí quyển yếu
- 2.6.2.2. Nhiễu loạn khí quyển từ trung bình đến mạnh
- 2.7. Dung lượng kênh trung bình
- 2.7.1. Hệ thống chịu ảnh hưởng của nhiễu loạn khí quyển
- 2.7.1.1. Nhiễu loạn khí quyển yếu
- 2.7.1.2. Nhiễu loạn khí quyển từ trung bình đến mạnh
- 2.7.2. Hệ thống chịu ảnh hưởng của lỗi lệch tia
- 2.7.2.1. Nhiễu loạn khí quyển yếu
- 2.7.2.2. Nhiễu loạn khí quyển từ trung bình đến mạnh
- 2.7.3. Kết quả khảo sát hiệu năng hệ thống FSO với tham số ACC
- 2.7.3.1. Hệ thống chịu ảnh hưởng của nhiễu loạn khí quyển
- 2.7.3.2. Hệ thống chịu ảnh hưởng của lỗi lệch tia
- 2.8. Kết luận chương 2
-
CHƯƠNG 3 GIẢM ẢNH HƯỞNG CỦA LỆCH TIA LÊN HIỆU NĂNG CỦA HỆ THỐNG FSO CHUYỂN TIẾP SỬ DỤNG KỸ THUẬT MIMO
- 3.1. Giới thiệu chương
- 3.2. Hệ thống FSO chuyển tiếp sử dụng phân tập MIMO
- 3.3. Mô hình trạng thái kênh truyền
- 3.4. Tổng hợp biến đổi tín hiệu cho toàn hệ thống
- 3.4.1. Hệ thống chịu ảnh hưởng của nhiễu loạn khí quyển
- 3.4.2. Hệ thống chịu ảnh hưởng của lỗi lệch tia
- 3.4.2.1. Nhiễu loạn khí quyển yếu
- 3.4.2.2. Nhiễu loạn khí quyển từ trung bình đến mạnh
- 3.5. Tỷ lệ lỗi ký tự trung bình
- 3.6. Kết quả khảo sát hiệu năng hệ thống FSO với tham số ASER
- 3.6.1 Hệ thống chịu ảnh hưởng của nhiễu loạn khí quyển
- 3.6.1.1. Nhiễu loạn khí quyển yếu
- 3.6.1.2. Nhiễu loạn khí quyển từ trung bình đến mạnh
- 3.6.2. Hệ thống chịu ảnh hưởng của lỗi lệch tia
- 3.6.2.1. Nhiễu loạn khí quyển yếu
- 3.6.2.2. Nhiễu loạn khí quyển từ trung bình đến mạnh
- 3.7. Dung lượng kênh trung bình
- 3.7.1. Hệ thống chịu ảnh hưởng của nhiễu loạn khí quyển
- 3.7.1.1. Nhiễu loạn khí quyển yếu
- 3.7.1.2. Nhiễu loạn khí quyển từ trung bình đến mạnh
- 3.7.2. Hệ thống chịu ảnh hưởng của lỗi lệch tia
- 3.7.2.1. Nhiễu loạn khí quyển yếu
- 3.7.2.2. Nhiễu loạn khí quyển từ trung bình đến mạnh
- 3.7.3. Kết quả khảo sát hiệu năng hệ thống FSO với tham số ACC
- 3.7.3.1. Hệ thống chịu ảnh hưởng của nhiễu loạn khí quyển
- 3.7.3.2. Hệ thống chịu ảnh hưởng của lỗi lệch tia
- 3.8. Kết luận chương 3
-
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ