Hệ thống mimo ofdm và khả năng ứng dụng trong truyền hình kỹ thuật số mặt đất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN HỢP NGUYỄN VĂN HỢP KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG HỆ THỐNG MIMO-OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: KỸ THUẬT TRUYỀN THƠNG KHỐ 2012B Hà Nội – Năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN HỢP HỆ THỐNG MIMO-OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT Chuyên ngành : KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN QUỐC KHƯƠNG Hà Nội – Năm 2014 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI MỞ ĐẦU Chƣơng I - CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG MIMO-OFDM 1.1 CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA KÊNH TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN 1.1.1 Suy hao đƣờng truyền 1.1.2 Kênh fading đa đƣờng 1.1.2.1 Thông số tán xạ thời gian (Time Dispersion Parameter) 1.1.2.2 Trải phổ Doppler thời gian 1.1.2.3 Mơ hình đáp ứng xung kênh fading 1.1.2.4 Phân bố Rayleigh 10 1.1.3 Kênh Vô Tuyến 11 1.1.3.1 Hệ thống ăngten phát ăng ten thu – kênh SISO 11 1.1.3.2 Hệ thống nhiều ăng ten thu phát – kênh MIMO 13 1.2 KỸ THUẬT GHÉP KÊNH THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO 15 1.2.1 Kỹ thuật điều chế OFDM 15 1.2.2 Sơ đồ khối hệ thống 18 1.2.3 Ƣu điểm – Nhƣợc điểm hệ thống OFDM 19 1.2.4 Ứng dụng OFDM 19 1.3 HỆ THỐNG MIMO 21 NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT 1.3.1 Kỹ thuật phân tập 21 1.3.2 Mô hình hóa kênh truyền MIMO 28 1.3.3 Dung lƣợng hệ thống MIMO 29 1.3.4 Phƣơng pháp kết hợp với tỉ lệ tối đa MRC 39 1.3.4.1 Giải mã trung bình 40 1.3.4.2 MRC 40 1.3.5 Hệ thống nhiều ăng ten phát ăng ten thu – beamforming 42 1.3.6 Giải mã kết hợp triệt nhiễu kênh MIMO 43 1.3.6.1 Triệt nhiễu liên tiếp với lọc ép không (ZF-SIC) 45 1.3.6.2 MIMO với ZF SIC Oftimal ordering 46 Chƣơng II - HỆ THỐNG MIMO – OFDM 47 2.1 HỆ THỐNG STBC – OFDM 47 2.1.1 Giới thiệu 47 2.1.2 Cấu trúc phân tập phát đề xuất Alamouti 48 2.1.2.1 Cấu trúc phân tập thu kết hợp theo tỉ lệ lớn MRRC 48 2.1.2.2 Cấu trúc phân tập phát Alamouti 50 2.1.3 Cấu trúc STBC 53 2.1.3.1 Mơ hình truyền dẫn 53 2.1.3.2 Thuật toán giải mã 54 2.1.4 Hệ thống STBC – OFDM 55 2.1.5 Giải mã tín hiệu hệ thống STBC 58 2.1.5.1 Trƣờng hợp hai anten phát anten thu 58 2.1.5.2 Trƣờng hợp hai anten phát hai anten thu 60 2.2 HỆ THỐNG VBLAST – OFDM 65 NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT 2.2.1 Giới thiệu 65 2.2.2 Cấu trúc VBLAST 66 2.2.3 Hệ thống VBLAST – OFDM 67 2.2.4 Bộ giải mã VBLAST 69 2.2.4.1 Bộ giải mã SIC dùng giải thuật ZF MMSE 70 2.2.4.2 Bộ giải mã PIC dùng giải thuật ZF MMSE 73 Chƣơng III - KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG MIMO-OFDM VÀO TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ 75 3.1 Giới thiệu 75 3.2 Hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T2 76 3.2.1 Mơ hình cấu trúc hệ thống truyền hình số DVB-T2 77 3.2.2 Các thông số hệ thống truyền hình số DVB-T2 80 3.3 Hệ thống MIMO mạng đơn tần SFN 81 3.4 Ƣớc lƣợng kênh cho hệ thống thu phát 2x2 MIMO DVB-T2 83 3.5 Mô hệ thống thu phát MIMO 2x2 Matlab 86 3.5.1 Giới thiệu chƣơng trình mơ 86 3.5.2 Một số kết mô 88 3.5.2.1 Hệ thống MIMO với giải thuật ZF 88 3.5.2.2 Hệ thống MIMO với giải thuật ZF-SIC 89 3.5.2.3 Hệ thống MIMO với giải thuật MMSE 90 3.5.2.4 Hệ thống MIMO với giải thuật MMSE-SIC 91 3.5.2.5 Hệ thống MIMO với giải thuật ML (Maximum Likelihood) 93 3.5.2.6 Hệ thống MIMO với STBC Rx 94 3.6 Đánh giá hệ thống MIMO – OFDM 94 NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT KẾT LUẬN 96 LỜI CẢM ƠN 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 10 11 12 13 14 15 16 3G 4G AWGN BER BS BU CDF CCDF CCI CP CSI DAB DLST DVB DVB-T DVB-T2 17 18 19 20 21 22 23 EGC GINC HIPERLAN HLST HT ICI IDFT/DFT 24 IFFT/FFT 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 IFI IMT-2000 ISI LOS LS LST MIMO MISO PL-PDP MLSTBC MRRC MMSE NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Third-Generation wirless communicatoin system Fourth-Generation wirless communicatoin system Additive White Gaussian Noise Bit Error Rate Base Station Bad Urban Comulative Distribution Function Complementary Comulative Distribution Function Co-Channel Interface Cyclic Prefix Channel State Information Digital Audio Broadcasting Diagonal Layer Space Time Digital Video Broadcasting Digital Video Broadcasting-Terrestrial The Second Generation Digital Video Broadcasting – Terrestrial Equal-Gain Combining Group Interference Nulling Cancellation High Performance Local Area Networks Horizontal Layered Space Time Hilly Terrain Inter-Carrier Interference Inverse Discrete Fourier Transform Duscrete Fourier Transform Inverse Fast Fourier Transform Fast Fourier Transform Inter-Frame Interference International Mobile Telecommunication 2000 Inter-Symbol Interference Light-Of-Sight Least Square Layered Space Time Multi Input Multi Output Multi Input Single Output Maximum Likelihood based Post-Detection Processor Multi Layered Space Time Block Coding Maximal Ratio Reciever Combining Minimum Mean Square Error HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 MRC MS MUD NLOS OFDM PAPR PDP PDPR PGINC PIC RA SC SD SFN SGINC SIC SIMO SISO SNR STBC STBE STTC SVD TU VBLAST WLAN WSSUS ZF NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Maximum Ratio Combining Mobile Station Multi User Detection Non Line Of Sight Orthogonal Frequency Division Multiplexing Peak to Average Power Ratio Power Delay Profile Pilot to Dator Power Ratio Parallel Group Interference Nulling Cancellation Parallel Group Interference Cancellation Rural Area Switch Combining Sphere Decoding Single Frequency Network Serial Group Interference Nulling Cancellation Serial Interference Cancellation Single Input Multi Output Single Input Single Output Signal to Noise Ratio Space Time Block Coding Space Time Block Encoder Space Time Trellis Coding Singula Value Diagonal Typical Urban Vetical Bell Labratories Layered Space Time Wireless Local Area Network Wide Sense Stationary Zeri Forcing HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DANH MỤC BẢNG Bảng 1- 1: Thông số kỹ thuật DVB-T 20 Bảng - 1: Bảng thông số so sánh DVB-T DVB-T2 80 Bảng - 2: Bảng thông số soanhs DVB-T DVB-T2 mạng SFN 80 NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 : Hiệu ứng Doppler Hình 1.3 : Hàm mật độ xác suất phân bố Rayleigh 11 Hình 1.4 : Tính chất truyền dẫn đa đƣờng tín hiệu vơ tuyến 11 Hình 1.5 : (a) Đáp ứng xung (b) Đáp ứng tần số kênh truyền 12 Hình 1.6 : Đồ thị hàm mật độ phân bố xác suất Rice Rayleigh 13 Hình 1.7 : So sánh dung lƣợng kênh Rice Rayleigh 13 Hình 1.8 : Hệ thống nhiều Anten thu phát 13 Hình 1.9 : Dung lƣợng kenh MIMO 15 Hình 1.10 : Hàm mật độ phân bố giá trị kỳ dị (λi) ma trận kênh MIMO 15 Hình 1.11 : Phổ OFDM 17 Hình 1.12 : Sơ đồ khối hệ thống OFDM 18 Hình 1.13 : Sự phân tập anten 22 Hình 1.14 : Truyền từ mã qua kênh truyền fading 23 Hình 1.15: Phƣơng pháp kết hợp chọn lựa 25 Hình 1.16 : Phƣơng pháp kết hợp chuyển mạch 26 Hình 1.17 : Phƣơng pháp theo tỷ lệ lớn MRC 27 Hình 1.18 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống MIMO 28 Hình 1.19 : Chuyển đổi kênh truyền MIMO thành kênh truyền song song 30 Hình 1.20 : Mơ hình kênh truyền MIMO nT > nR 31 Hình 1.21 : Mơ hình kênh truyền MIMO nT < nR 32 Hình 1.22 : Cấu trức SVD cho kênh truyền MIMO 32 Hình 1.23 : thống phát nhiều thu 39 Hình 1.24 : Hiệu SNR với phƣơng pháp kết hợp với tỷ lệ tối đa MRC kênh fading Rayleigh 41 Hình 1.25 : BER tín hiệu BPSK kênh Rayleigh với phƣơng pháp MRC 41 Hình 1.26 : Hệ thống nhiều phát thu 42 Hình 1.27 : BER cho hệ thống phát thu tín hiệu BPSK với kênh Rayleigh 43 Hình 1.28 : Kênh MIMO phát thu 43 NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT Hình 3.6 : Sự liên kết pilots tán xạ cho antenna antenna Gọi r1,k r2,k tín hiệu nhận đƣợc antenas tƣơng ứng, cho k sóng mang con, cơng thức đƣợc tính nhƣ sau[17]: r1,k = x1,k h11,k + x2,k h12,k + n1,k (3.4) r2,k = x1,k h21,k + x2,k h22,k + n2,k (3.5) Trong đó, xi,k tín hiệu pilot đƣợc phát antenna i, ni,k nhiễu phân bố antenna i Từ điểm này, hai trƣờng hợp đƣợc xem xét để ƣớc lƣợng kênh Đầu tiên trƣờng hợp pilots hai antenas pilots đƣợc tán xạ với sóng mang cho Trƣờng hợp đƣợc đánh dấu với B hình 3.5 Trƣờng hợp thứ pilot anten đƣợc tán xạ, pilot anten lại pilot tán xạ đƣợc đảo ngƣợc lại, ví dụ nhƣ trƣờng hợp A hình 3.5 Do vậy, trƣờng hợp A tín hiệu nhận đƣợc, từ (3.2) với pilot đƣợc nghịch đảo ta có[17]: (3.6) ( ) (3.7) ( ) Đối với trƣờng hợp B[17]: (3.8) NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 85 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT ( ) (3.9) ( ) Các tín hiệu nhận đƣợc từ (3.9) (3.12) ta tính hệ số kênh đƣợc ƣớc lƣợng nhƣ sau: ̃ (3.10) ̃ (3.11) ̃ (3.12) ̃ (3.13) Ma trận ƣớc lƣợng kênh là[17]: ̃ 3.5 ̃ ̃ ̃ ̃ (3.14) Mô hệ thống thu phát MIMO 2x2 Matlab 3.5.1 Giới thiệu chƣơng trình mơ Chƣơng trình thực mơ cho số mơ hình hệ thống MIMO, sử dụng giải thuật ZF, ZF-SIC, MMSE, MMSE-SIC… Các phép mô đƣợc NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 86 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT thực hiên với hệ thống MIMO 2x2, với tín hiệu đƣợc điều chế BPSK Các hệ thống đƣợc thực kênh truyền Rayleigh có xen nhiễu trắng AWGN Hình 3.6 : Giao diện chung chƣơng trình mơ Matlab NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 87 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT 3.5.2 Một số kết mô 3.5.2.1 Hệ thống MIMO với giải thuật ZF Hình 3.7: Kết mô Matlab tỉ lệ BER cho hệ thống MIMO sử dụng cân ZF Trình tự thực hệ thống MIMO với cân ZF nhƣ sau:  Tạo chuỗi liệu ngẫu nhiên  Nhóm thành căp hai ký tự gửi hai ký tự vào khe thời gian  Nhân ký tự với hệ số kênh truyền Rayleigh, sau đƣợc cộng thêm nhiễu trắng Gaussian AWGN  Ƣớc lƣợng cân ký tự nhận đƣợc phía thu NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 88 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT  Giải mã đếm số lƣợng bít lỗi  Tính tốn tỉ lệ Eb/No, mơ điểm hiển thị kết theo lý thuyết mô Sau thực hệ thống MIMO với cân ZF phía thu ta thu đƣợc kết nhƣ hình 3.5.2.2 Hệ thống MIMO với giải thuật ZF-SIC Với giải thuật ZF-SIC(Zero Forcing – Successive Interference Cancellation), hệ thống mơ đƣợc thực trình tự bƣớc nhƣ sau:  Tạo liệu liệu nhị phân ngẫu nhiên  Nhóm cặp hai ký tự đƣa vào khe thời gian  Nhân ký tự với kênh truyền Rayleigh cộng nhiễu trắng AWGN  Thực ƣớc lƣợng với cân ZF tiêu chuẩn  Tính tốn mức cơng suất tín hiệu ký tự nhận đƣợc đến từ hai anten phát  Đƣa ký tự có mức cơng suất tín hiệu cao hơn, trừ ký tự nhận đƣợc  Thực kết hợp theo tỉ lệ lớn nhát (MRC) cho việc cân với ký tự nhận đƣợc  Thực giải mã đếm số bit lỗi  Lặp lại cho việc tính tốn tỉ số Eb/No , mô điểm đƣa kết so với lý thuyết Kết mô cho hệ thống nhƣ hình dƣới đây: NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 89 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT Hình 3.8 : Kết BER hệ thống MIMO với ZF-SIC 3.5.2.3 Hệ thống MIMO với giải thuật MMSE Hệ thống MIMO với giải thuật MMSE đƣợc thực nhƣ sau:  Tạo chuỗi liệu nhị phân ngẫu nhiên  Nhóm thành cặp hai ký tự gửi hai ký tự vào khe thời gian  Nhân ký tự với kênh truyền Rayleigh, sau cộng thêm nhiễu trắng AWGN  Ƣớc lƣợng, cân ký tự nhận đƣợc  Thực giải mã đếm số bít lỗi NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 90 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT  Lặp lại việc tính tốn giá trị Eb/No mơ giá trị tính đƣợc kết theo lý thuyết Kết việc thực mô hệ thống MIMO với giải thuật MMSE nhƣ hình dƣới Hình 3.9: Kết mô Matlab tỉ lệ lỗi bit BER hệ thống MIMO với MMSE 3.5.2.4 Hệ thống MIMO với giải thuật MMSE-SIC Trình tự bƣớc thực mô hệ thống MIMO với giải thuật MMSESIC nhƣ sau: NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 91 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT  Tạo chuỗi bít nhị phân giả ngẫu nhiên  Nhóm cặp hai ký tự gửi vào mốt khe thời gian  Nhân ký tự với kênh truyền Rayleigh, sau cộng thêm nhiễu trắng AWGN  Ƣớc lƣơng, cân ký tự nhận đƣợc phía thu với giải thuật MMSE tiêu chuẩn  Thực loại bỏ nhiễu liên tục theo hai tiếp cận cổ điển tối ƣu  Thực kết hợp theo tỉ lệ lớn cho việc cân ký tự nhận đƣợc phía thu  Thực giải mã đếm bít lỗi  Tính tốn giá trị Eb/No mô điểm theo lý thuyết thực tế Hình 3.10 : BER hệ thống MIMO với MMSE-SIC NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 92 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT 3.5.2.5 Hệ thống MIMO với giải thuật ML (Maximum Likelihood) Hệ thống MIMO với giải thuật ML đƣợc thực nhƣ sau:  Tạo chuỗi bit nhị phân giả ngẫu nhiên  Nhóm thành cặp ký tự gửi vào khe thời gian  Nhân ký tự với kênh Rayleigh cộng thêm nhiễu AWGN  Tìm ký tự có giá trị nhỏ đƣợc kết hợp từ ký tự phát  Căn vào giá trị nhỏ ƣớc lƣợng đƣợc ký hiệu phát  Tính tốn tỉ số Eb/No mơ , so sánh với kết theo lý thuyết Hình 3.11 : Kết mô Matlab tỉ lệ lỗi bit BER hệ thống MIMO với giải thuật ML NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 93 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT 3.5.2.6 Hệ thống MIMO với STBC Rx Hình 3.12 : Kết mơ Matlab hệ thống MIMO – STBC với Anten thu 3.6 Đánh giá hệ thống MIMO – OFDM  Kỹ thuật OFDM có từ lâu, tảng cho hệ thống đa sóng mang đƣợc ứng dụng rộng rãi hệ thống truyền hình, mạng cục bộ, truyền hình số mặt đất với mạng đơn tần SFN…Cấu trúc MIMO ngày đƣợc nghiên cứu nhiều giới nhà khoa học cho thấy đƣợc tiềm to lớn Kết hợp ƣu điểm chúng, hệ thống MIMO-OFDM đƣợc hứa hẹn tảng cho hệ thống thông tin di động hệ 4G phát triển mở rộng sâu lĩnh vực thơng tin vơ tuyến khác nhƣ truyền hình số mặt đất cho hệ cao tƣơng lại Do đó, ngày có nhiều đề xuất NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 94 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT cấu trúc kết hợp MIMO-OFDM khác phƣơng án để cải tiến chất lƣợng, với mục đích đƣa chúng vào ứng dụng rộng rãi sống  Trong phạm vi luận văn này, từ lý thuyết OFDM MIMO, thông qua khảo sát tác dụng cấu trúc phân kênh không gian VBLAST kỹ thuật mã hóa khối khơng gian – thời gian STBC kênh truyền fading Rayleigh Với tất ƣu điểm kết hợp việc tận dụng dung lƣợng nhờ cấu trúc VBLAST, đạt đƣợc độ lợi phân tập cao với kỹ thuật STBC, OFDM triệt fading Rayleigh đa đƣờng  Nhiều hƣớng phát triển mở cho nghiên cứu hệ thống MIMO-OFDM Trƣớc hết phát triển thu máy thu có hiệu tối ƣu Có thể cải tiến giải mã cầu SD cách tạo danh sách bán kính để kiểm tra lớp, xếp thứ tự lớp kiểm tra…Bộ thu mã Turbo lặp đƣợc nhiều quan tâm cho giải pháp tách sóng tối ƣu  Ngồi ra, vấn đề khắc phục fading Rayleigh đa đƣờng tồn hệ thống Có thể kết hợp STBC mã hóa sửa lỗi Trellis để tạo thành cấu trúc STTC (Space-Time Trellis Coding) có nhiều ƣu điểm Cấu trúc địi hỏi có thu phức tạp nhƣng BER hệ thống cải thiện đáng kể  Trong luận văn này, mô hình dựa giả định thơng số kênh truyền đƣợc ƣớc lƣợng xác đầu thu Thực tế, vấn đề ƣớc lƣợng kênh truyền ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng giải mã Trong MIMO-OFDM, ƣớc lƣợng kênh truyền dựa vào chuỗi huấn luyện Pilot dạng khối cƣa miền thời gian tần số Nhiều phƣơng pháp ƣớc lƣợng kênh truyền MIMOOFDM đƣợc đề dựa vào giải thuật LS, MMSE, ML…Ngoài ra, để tối ƣu hiệu truyền liệu, việc điều chỉnh tỉ lệ công suất chuỗi pilot so với liệu (PDPR) cách hợp lý hƣớng ƣớc lƣợng kênh truyền NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 95 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT KẾT LUẬN Đề tài trình bày vấn đề liên quan đến hệ thống MIMO-OFDM dựa lý thuyết kênh truyền Qua đƣợc vấn đề thực tế gặp phải nhƣ khó khăn cần giải hệ thống MIMO-OFDM Việc phân tích ảnh hƣởng đến kênh truyền nhƣ việc áp dụng giải thuật để tính tốn nhằm đƣa mơ hình tốn học, xây dựng sở cho việc ƣớc lƣợng kênh truyền giúp ta hiểu đƣợc ƣu nhƣợc điểm gặp phải hệ thống Một số hệ thống MIMO-OFDM điển hình nhƣ: hệ thống VBLAST – OFDM, hệ thống STBC-OFDM Từ hai hệ thống làm tảng cho việc phát triên sâu hệ thống cho MIMO-OFDM, ví dụ nhƣ từ STBC-OFDM ta tiến xa hệ thống MLSTBC-OFDM (Multi Layers STBC – OFDM) Trong phạm vi luận văn nêu đƣợc lý thuyết việc ứng dụng hệ thống MIMO-OFDM cho hệ thống truyền hình kỹ thuật số mặt đất, kết hợp với hệ thống mạng đơn tần SFN Luận văn đƣa kết mô kênh truyền với giải thuật hệ thống MIMO Cho đến thời điểm này, truyền hình kỹ thuật số mặt đất giới đƣa vào áp dụng hệ thống MISO-OFDM kết hợp với mạng SFN Hệ thống MIMO-OFDM trình thử nghiệm nghiên cứu Đây nội dụng nghiên cứu sâu với việc kết hợp hệ thống mạng đơn tần SFN truyền hình kỹ thuật số mặt đất Trong tƣơng lai không xa, việc áp sụng hệ thống MIMO-OFDM kết hợp với mạng đơn tần SFN vào thực tiễn, giúp cải thiện đáng kể chất lƣợng dịch vụ truyền hình cố định di động NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 96 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tất Thầy khoa Điện Tử-Viễn Thông Thầy môn Kỹ Thuật Thông Tin cung cấp kiến thức tảng để giúp cho em hoàn thành luận văn Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Thầy TS Nguyễn Quốc Khƣơng tận tình bảo, giúp đở tạo điều kiện tốt cho em suốt thời gian thực luận văn Sau xin gửi lời cảm ơn đến gia đình ngƣời thân bạn bè hỗ trợ động viên suốt thời gian làm luận văn Một lần em xin chân thành cảm ơn! NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 97 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT TÀI LIỆU THAM KHẢO Chung G Kang, Won Young Yang, Jaekwon Kim, Yong Soo Cho (2010) MIMO-OFDM WIRELESS COMMUNICATIONS WITH MATLAB Hamid Jafarkhani, SPACE-TIME CODING THEORY AND PRACTICE Harry Zhi Bing Chen, SIGNAL DESIGN FOR MIMO–OFDM SYSTEMS Hassen Karaa, Raviraj S Adve and Adam J Tenenbaum, Linear Precoding for Multiuser MIMO-OFDM Systems L Hanzo, J.Akhtman, M Jiang, L WangUNIVERSITY OF SOUTHAMPTON, MIMO-OFDM for LTE,WIFI and WIMAX Coherent versus Non-Coherent and Cooperative Turbo-Transceivers Ming Jiang, MultiuserMIMO-OFDM for Next-Generation Wireless Systems Nguyen Tuan Duc, MIMO - MIMO OFDM Techniques: State of Art and Future, PhD student, IRISA/Universite de Rennes www.Dpslog.com [DIG-COMM-BARRY-LEE-MESSERSCHMITT] Digital Communication: Third Edition, by John R Barry, Edward A Lee, David G Messerschmitt 10 A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communication Siavash M Alamouti, IEEE Journal on selected areas in Communication, Vol 16, No, 8, October 1998 11 Y.(G) Li,J.C Chuang, and N.R Sollenberger, “Transmitter Diversity for OFDM System and Its impact on high-rate data wireless networks”, IEEE J.Sel Areas Commun., vol.17, no.7,pp 1233-1243,Jul 1999 12 Nguyễn Văn Đức, Khoa Điện tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội, “Thông tin vô tuyến” tập 1,2,3,4 13 Digital Video Broadcasting, 2003[online] available: http://www.dvb.org NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 98 HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT 14 G.Foschini and M.Gans,”On limits of wireless communications in a fading environment when using multiple antennas”, “Wireless Personal Communication” vol.6,pp.311-335 Mar.1998 15 “2x2 MIMO DVB-T2 System: Design, New Channel Estimation Scheme and Measurements With Polarization Diversity” Calos Gómez-Calero, Luis Cuéllar Navarrete, Leandro de Haro, Member, IEEE, and Ramón Martínez, member, IEEE 16 “Digital Video Broadcasting (DVB); Frame Structure Channel Coding and Modulation for a Second Generation Digital Terrestrial Television Broadcasting System (DVB-T2).” ETSI, Draft ETSI EN 302 755 V1.1.1 (2008-04), 2008 17 J Mitchell, P.Moss, and M.J Thorp,”A dual polarisation MIMO broadcast TV System” in BBC, Research White Paper WHP 144 Dec.2006 18 V Anreddy and M.Ingram, “Capacity of measured Ricean and Rayleigh indoor MIMO channels at 2.4 GHz with polarization and spatial diversity” in IEEE Wireless Communications and Networking Conference, 2006 WCNC 2006.,Apr.2006, vol.2,pp.946-951 19 “Công Nghệ OFDM Ứng dụng truyền hình số mặt đất” Phạm Quốc Hùng, Trƣờng ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ TP HCM, 8-2003 20 “ Các hệ thống không gian thời gian”, Bài giảng TS Nguyễn Quốc Khƣơng, Viện Điện Tử Viễn Thông, Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội NGUYỄN VĂN HỢP – 2012B Trang 99 ... độ lợi phân tập cao Từ hệ thống MIMO kết hợp với OFDM, đƣa khả vận dụng cho hệ thống truyền hình kỹ thuật số mặt đất hệ hệ Ở truyền hình kỹ thuật số mặt đất hệ (DVB-T2) hệ thống MISO, với nhiều... DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT Chƣơng II: Trình bay hệ thống MIMO- OFDM phân tích số hệ thống ứng dụng với kết hợp MIMO OFDM, điển hình nhƣ hệ thống VBLASTOFDM STBC -OFDM Với hệ thống. .. 2012B HỆ THỐNG MIMO- OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT Hình 3.9: Kết mơ Matlab tỉ lệ lỗi bit BER hệ thống MIMO với MMSE 91 Hình 3.10 : BER hệ thống MIMO