Nghiên cứu hệ thống mimo và ứng dụng trong lte

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Hồng Cơng Tồn NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG MIMO VÀ ỨNG DỤNG TRONG LTE Chuyên ngành: Kỹ thuật truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật truyền thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Phạm Hải Đăng Hà Nội – Năm 2014 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận văn nghiên cứu thân Các nghiên cứu luận văn dựa tổng hợp lý thuyết mô thực tế mình, khơng chép từ luận văn khác Mọi thơng tin trích dẫn tuân theo luật sở hữu trí tuệ, liệt kê rõ ràng tài liệu tham khảo Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với nội dung viết luận văn Tác giả luận văn Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông Lời cảm ơn Lời tơi muốn bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc kính trọng tới TS Phạm Hải Đăng - người tận tình bảo, hướng dẫn tạo điều kiện cho trình tìm hiểu học tập nghiên cứu Viện Điện tử- Viễn thông, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô Viện Điện tử- Viễn thông trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện cho học hỏi thông qua môn học hồn thành khố học Cuối tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành đến gia đình, người thân bạn bè đồng nghiệp khích lệ động viên tơi hồn thành luận văn Tác giả Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông Lời mở đầu Ngày nay, nhu cầu truyền thông không dây ngày tăng Các hệ thống thơng tin tương lai địi hỏi phải có dung lượng cao hơn, tin cậy hơn, sử dụng băng thông hiệu hơn, khả chống nhiễu tốt Hệ thống thông tin truyền thống phương thức ghép kênh cũ khơng cịn có khả đáp ứng yêu cầu hệ thống thông tin tương lai Một giải pháp đưa ứng dụng cơng nghệ MIMO (multiple input multiple output) vào hệ thống thông tin Công nghệ MIMO ứng dụng nhiều hệ thống lớn LTE (Long Term Evolution) Trước đây, muốn truy cập liệu, bạn phải cần có đường dây cố định để kết nối Trong tương lai không xa với LTE, bạn truy cập tất dịch vụ lúc nơi di chuyển: xem phim chất lượng cao HDTV, điện thoại thấy hình, chơi game, nghe nhạc trực tuyến, tải sở liệu với tốc độ “siêu tốc” Tuy nhiên, LTE-Advanced (phiên R10, R11) thực cơng nghệ mạng di động 4G, cịn LTE (phiên R8, R9) xem công nghệ 3.9G LTEAdvanced (Long Term Evolution-Advanced) chuẩn truyền thông di động, thức trở thành ứng cử viên cho hệ thống thông tin di động 4G vào cuối năm 2009, phê duyệt ITU hoàn thành 3GPP (dự án đối tác hệ thứ ba) tháng năm 2011 Thực cơng nghệ truyền thơng di động 4G, LTEAdvenced có đầy đủ đặc điểm tính ứng dụng hệ thống di động 4G nêu LTE - Advanced, tên gọi nó, thực chất nâng cấp LTE nhằm hướng đến thỏa mãn yêu cầu IMT - Advanced Việc nâng cấp chỗ công nghệ sử dụng LTE sử dụng LTE - Advaned (OFDMA, SC-FDMA, MIMO, AMC, Hybrid ARQ…) Tuy nhiên có số cải tiến đế phát huy tối đa hiệu chúng như: MIMO tăng cường với cấu hình cao (8x8 MIMO) Với mục đích tìm hiểu sâu ứng dụng MIMO hệ thống LTE- Học viên thực hiện: Hồng Cơng Toàn Page Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông Advanced, định thực luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu hệ thống MIMO Ứng dụng LTE” với mong muốn có kiến thức tảng cơng nghệ MIMO hệ thống di động triển khai giới LTE nói riêng thơng tin di động nói chung Nội dung bao gồm chương: Chương 1: Giới thiệu LTE kỹ thuật sử dụng LTE Chương 2: Hệ thống MIMO ứng dụng LTE Chương 3: Thiết kế mô hệ thống MIMO 8x8 LTE-Advanced đường xuống Chương 4: Kết luận chung hướng phát triển đề tài Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông Mục lục Lời cam đoan Lời cảm ơn Lời mở đầu Danh sách hình vẽ Danh sách bảng biểu Danh mục từ viết tắt Chương Giới thiệu LTE kỹ thuật sử dụng trongLTE 12 1.1 Giới thiệu LTE LTE-Advanced 12 1.1.1 Giới thiệu LTE 12 1.1.2 Giới thiệu LTE-Advanced 13 1.2 Một số đặc tính kênh truyền 14 1.2.1 Trải trễ đa đường 14 1.2.2 Các loại fading 14 1.2.3 Dịch tần Doppler 15 1.2.4 Nhiễu MAI LTE 16 1.3 Các kỹ thuật sử dụng đường lên đường xuống LTE [1] 16 1.3.1 OFDMA 16 1.3.2 SC-FDMA 32 Chương Hệ thống MIMO ứng dụng LTE 42 2.1 Giới thiệu 42 2.2 Cấu hình đa anten 42 2.3 Mơ hình MIMO tổng qt 43 2.4 Đa anten thu 44 2.4.1 Mơ hình kênh phân tập anten thu 44 2.4.2 Sơ đồ kết hợp chọn lọc SC 46 2.4.3 Sơ đồ kết hợp tỷ lệ cực đại MRC 47 2.4.4 Kết hợp loại bỏ nhiễu IRC 49 2.5 Đa anten phát 52 2.5.1 Phân tập trễ 52 2.5.2 Phân tập trễ vòng 54 2.5.3 Phân tập mã hóa khơng gian- thời gian 54 2.5.4 Phân tập dựa mã hóa khơng gian-tần số 56 2.6 Ứng dụng MIMO LTE 56 2.6.1 Sơ đồ người dùng 57 2.6.2 Sơ đồ nhiều người dùng 69 Chương Thiết kế mô hệ thống MIMO 8x8 LTE-Advanced đường xuống 72 3.1 Giới thiệu SystemVue 72 Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page Luận văn cao học 3.2 3.3 3.4 Viện Điện tử - Viễn thông Sơ đồ khối mô hệ thống MIMO 8x8 LTE-A đường xuống 73 Tính tốn thơng lượng hệ thống lý thuyết 76 Kết mô đánh giá 78 Chương Kết luận chung hướng phát triển đề tài 81 Tài liệu tham khảo : 82 Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thơng Danh sách hình vẽ Hình 1.1 Kiến trúc mạng LTE 12 Hình 1.2 Khoảng cách sóng mang OFDM 17 Hình 1.3 Điều chế OFDM 17 Hình 1.4 Lưới thời gian-tần số OFDM 19 Hình 1.5 Nguyên tắc giải điều chế OFDM 19 Hình 1.6 Điều chế OFDM xử lý IFFT 21 Hình 1.7 Giải điều chế OFDM xử lý FFT 22 Hình 1.8 Sự phân tán thời gian thời gian nhận tín hiệu tương ứng 22 Hình 1.9 Chèn cyclic prefix 23 Hình 1.10 Mơ hình miền tần số truyền nhận OFDM 24 Hình 1.11 Sự cân nhánh đầu thu OFDM 25 Hình 1.12 Lưới thời gian tần số với symbol tham chiếu biết trước 26 Hình 1.13 Truyền đơn sóng mang băng rộng OFDM qua kênh lựa chọn tần số 26 Hình 1.14 Mã kênh kết hợp với xen tần số truyền OFDM 27 Hình 1.15 Phổ tín hiệu OFDM 5MHz phổ WCDMA 29 Hình 1.16 Kế hoạch đa truy nhập/đa ghép kênh người dùng 31 Hình 1.17 Phân chia ghép kênh người dùng 31 Hình 1.18 Cấu trúc phát thu SC-FDMA OFDMA 33 Hình 1.19 Minh họa việc chèn CP 35 Hình 1.20 Thuộc tính đơn sóng mang SC-FDMA 36 Hình 1.21 Sơ đồ tạo dạng phổ cho tín hiệu SC-FDMA 38 Hình 1.22 Miền thời gian tần số lọc Raised-cosine 39 Hình 1.23 Sắp xếp sóng mang (a) LFDMA (b) DFDMA 40 Hình 1.24 Hai phương pháp cấp phát cho người dùng (3 người dùng, 12 sóng mang, sóng mang/ người dùng) 40 Hình 1.25 Minh họa xếp sóng mang theo kiểu xếp SC-FDMA 41 Hình 2.1 Mơ hình kênh MIMO với Nt anten phát Nr anten thu 43 Hình 2.2 Sơ đồ kết hợp chọn lọc 46 Hình 2.3 Kết hợp anten thu tuyến tính 48 Hình 2.4 Kịch đường xuống với nguồn nhiễu trội 50 Hình 2.5 Kịch phía thu Với nguồn nhiễu mạnh từ máy đầu cuối di động 50 Hình 2.6 Xử lý tuyến tính khơng gian/thời gian chiều (2 anten thu) 51 Hình 2.7 Xử lý tuyến tính khơng gian/tần số chiều (2 anten thu) 52 Hình 2.8 Phân tập trễ anten 53 Hình 2.9 Phân tập trễ vịng anten (CDD) 54 Hình 2.10 Phân tập phát khơng gian- thời gian WCDMA (STTD) 55 Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thơng Hình 2.11 Phân tập phát không gian/ tần số anten 55 Hình 2.12 Tạo búp song cổ điển với độ tương cao anten cao 56 Hình 2.13 Sơ đồ Alamouti hai anten phát anten thu 58 Hình 2.14 Sơ đồ Alamouti hai antenphát hai anten thu 61 Hình 2.15 Cấu hình anten 2x2 64 Hình 2.16 Thu tuyến tính/ Giải ghép kênh tín hiệu ghép khơng gian 65 Hình 2.17 Ghép kênh khơng gian dựa tiền mã hóa 66 Hình 2.18 Trực giao hóa tín hiệu ghép khơng gian thơng qua tiền mã hóa 67 Hình 2.19 Truyền dẫn từ mã (a) đa từ mã (b) 68 Hình 2.20 Giải ghép kênh/giải mã tín hiệu ghép khơng gian dựa SIC 69 Hình 2.21 Hình minh họa MU-MIMO SU-MIMO 70 Hình 2.22 Các chế độ MIMO 71 Hình 3.1 Phần mềm SystemVue 72 Hình 3.2 Giao diện phần mềm SystemVue 73 Hình 3.3 LTE-A Source 74 Hình 3.4 Tx RF (Transmitter Radio Frequence) 74 Hình 3.5 MIMO Channel 75 Hình 3.6 Rx RF (Receiver Radio Frequence) 75 Hình 3.7 LTE-A Receiver 76 Hình 3.8 Throughput 76 Hình 3.9 OFDMA miền thời gian- tần số 77 Hình 3.10 Hệ thống MIMO 8x8 LTE-A đường xuống 78 Hình 3.11 Thơng lượng hệ thống 79 Hình 3.12 Sự phụ thuộc thông lượng với tỷ số SNR 80 Danh sách bảng biểu Bảng 1.1 So sánh LTE LTE-Advanced 14 Bảng 2.1 Mã hóa chuỗi ký hiệu phát cho sơ đồ phân tập phát hai anten 61 Bảng 2.2 Định nghĩa kênh anten phát anten thu 62 Bảng 2.3 Ký hiệu tín hiệu thu anten thu 62 Bảng 3.1 Mối quan hệ thông lượng SNR 78 Bảng 3.2 Mối quan hệ thông lượng băng thông 79 Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông Danh mục từ viết tắt Ký hiệu Tiếng anh Tiếng việt 16QAM 16 Quadrature Amplitude Điều chế biên độ cầu phương 16 mức Modulation 3G Third-generation Mạng di động hệ thứ 3GPP Third Generation Partnership Dự án đối tác hệ thứ Project 4G Fourth generation Mạng di dộng hệ thứ 64QAM 64 Quadrature Amplitude Điều chế biên độ cầu phương 32 mức Modulation BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân BS Base Station Trạm gốc CDD Cycle delay diversity Phân tập trễ vòng CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CFO Carrier Frequency Offset Dịch tần số sóng mang CP Cyclic prefix Tiền tố vịng CRC Cyclic redundancy check Mã kiểm tra dư thừa vòng DFDMA Distributed FDMA SC-FDMA phân bố DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc FDD Frequency Division Duplexing Song công phân chia theo tần số FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh HSPDA High Speed Uplink Packet Truy nhập gói tốc độ cao đường lên Access IBI Inter Block Interference Nhiễu khối ICI Inter Carrier Interference Nhiễu liên sóng mang IDFT Invert Discrete Fourier Biến đổi Fourier rời rạc ngược Transform IFDMA Interleaved SC-FDMA Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn SC-FDMA đan xen Page Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông Trong thực tế, ma trận tiền mã hóa khơng tương ứng với ma trận kênh cách hồn hảo, ln có nhiễu tín hiệu ghép khơng gian Nhiễu xử lý cách thêm vào thu chức xử lý tuyến tính phi tuyến Hình 2.19 Truyền dẫn từ mã (a) đa từ mã (b) Để xác định ma trận tiền mã hóa V, cần phải biết ma trận kênh H Tương tự tạo búp sóng dựa tiền mã hóa, cách tiếp cận chung ước tính kênh phía thu định ma trận tiền mã hóa phù hợp từ tập ma trận tiền mã hóa khả dụng (codebook) Phía thu sau phản hồi lại thơng tin ma trận tiền mã hóa lựa chọn phía phát 3> Xử lý thu phi tuyến Phần trước mô tả cách sử dụng việc xử lý tuyến tính để phục hồi tín hiệu ghép kênh khơng gian Tuy nhiên, để tăng hiệu suất giải điều chế áp dụng xử lý thu phi tuyến Để tối ưu thu sử dụng thuật tốn tách sóng ML (Khả giống nhất) Tuy nhiên, nhiều trường hợp thuật tốn phức tạp Do vậy, số phương án đề xuất để giảm thiểu độ phức tạp Một phương pháp phi tuyến khác cho giải điều chế tín hiệu ghép kênh khơng gian sử dụng SIC (Triệt nhiễu thành công) SIC yêu cầu tín hiệu đưa vào phải mã hóa riêng biệt trước ghép kênh khơng gian Do thường gọi truyền dẫn đa từ mã Ngược lại với truyền dẫn đa từ mã truyền dẫn từ mã, tín hiệu ghép kênh mã hóa nhau.Nó hiểu Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 68 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông cách tổng quan liệu xuất phát từ nguồn sau giải ghép kênh thành tín hiệu khác để ghép khơng gian trước mã hóa kênh Như hình 2.20 ra, với SIC, trước tiên máy thu giải điều chế giải mã tín hiệu ghép không gian thứ Dữ liệu sau giải mã xác mã hóa lại loại trừ dần tín hiệu thu Do đó, tín hiệu ghép thứ hai giải điều chế giải mã mà khơng bị nhiễu từ tín hiệu thứ (ít trường hợp lý tưởng) Sau liệu giải mã xác tín hiệu thứ hai mã hóa lại trừ dần tín hiệu thu trước giải mã tín hiệu thứ ba Các bước tiếp tục thực tất tín hiệu giải điều chế giải mã Hình 2.20 Giải ghép kênh/giải mã tín hiệu ghép khơng gian dựa SIC 2.6.2 Sơ đồ nhiều người dùng MU-MIMO phát triển gần công nghệ MIMO chủ đề nhiều quan tâm phát triển LTE Tuy nhiên, MUMIMO thường đòi hỏi thay đổi đáng kể so với công nghệ MIMO thông thường Theo kết quả, mục tiêu cho MIMO phiên LTE vào việc đạt truyền ăng ten đa dạng người sử dụng ghép kênh đạt được, khơng địi hỏi phải có thơng tin phản hồi CSI phức tạp Vì vậy, Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 69 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông hỗ trợ cho MU-MIMO phiên LTE hạn chế Tuy nhiên, kỹ thuật MU-MIMO có khả phần phiên tương lai LTE, giải pháp phức tạp hiệu tài nguyên cho dự toán kênh thơng tin phản hồi đóng vai trị quan trọng việc đưa kỹ thuật thành công thực tế Nhiều dạng thức MU-MIMO xem xét lựa chọn cụ thể thuật toán phản ánh thỏa hiệp hiệu suất, phức tạp số lượng thông tin phản hồi cần thiết để truyền đạt CSIT cho eNodeB Trong phần mơ tả khía cạnh kỹ thuật MU-MIMO xuất phát triển LTE, với mục đích làm bật giải pháp kỹ thuật có sẵn thách thức cịn - Dòng liệu MIMO đa người dùng đến từ UE khác - Dung lượng cell tăng tốc độ liệu khơng tăng - Ưu điểm MU-MIMO so với SU-MIMO dung lượng cell tăng mà không tăng giá thành pin hai máy phát UE - MU-MIMO phức tạp SU-MIMO Hình 2.21 Hình minh họa MU-MIMO SU-MIMO Học viên thực hiện: Hoàng Cơng Tồn Page 70 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thơng Hình 2.22 Các chế độ MIMO Trong hệ thống MU-MIMO, phát gửi dòng liệu qua anten phát Các dòng liệu phát thông qua ma trận kênh truyền bao gồm nhiều đường truyền anten phát anten thu Sau thu nhận vector tín hiệu từ anten thu, giải mã thành thông tin gốc Đối với uplink từ thiết bị đầu cuối di động đến BS, người ta sử dụng mơ hình MUMIMO Sử dụng mơ hình BS u cầu sử dụng nhiều anten, thiết bị di động dùng anten để giảm chi phí cho thiết bị di động Về hoạt động, nhiều thiết bị đầu cuối di động phát liên tục kênh truyền, nhiều kênh truyền, không gây can nhiễu với pilot trực giao lẫn Kỹ thuật đề cập đến, kỹ thuật đa truy nhập miền khơng gian (SDMA) hay cịn gọi MIMO ảo Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 71 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông Chương Thiết kế mô hệ thống MIMO 8x8 LTE-Advanced đường xuống 3.1 Giới thiệu SystemVue Trong chương này, xây dựng mô hệ thống MIMO 8x8 anten LTE-Advanced đường xuống (Downlink) Chúng ta sử dụng phần mềm SystemVue để xây dựng mô hệ thống MIMO 8x8 anten LTEAdvanced đường xuống (Downlink) Hình 3.1 Phần mềm SystemVue SystemVue phần mềm hãng Agilent Technologies Nó cơng cụ mạnh mẽ việc phân tích, thiết kế kiểm tra hệ thống vô tuyến Nó thực hiện:  Kiểm tra thiết kế hệ thống lớp vật lý  Thiết kế kiến trúc hệ thống vô tuyến cao tần  Thiết kế phần cứng hệ thống vô tuyến cao tần Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 72 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông  Thiết kế phần cứng băng tần  Thiết kế thuật toán băng tần Hình 3.2 Giao diện phần mềm SystemVue 3.2 Sơ đồ khối mô hệ thống MIMO 8x8 LTE-A đường xuống LTE-A Source Tx RF MIMO Channel Rx RF LTE-A Receiver Throughput  LTE-A Source: Có nhiệm vụ tạo dịng bit liệu người dùng, mã hóa điều chế tín hiệu băng tần Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 73 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thơng Hình 3.3 LTE-A Source  Tx RF (Transmitter Radio Frequence): Có nhiệm vụ điều chế tín hiệu thành tín hiệu cao tần phát anten Hình 3.4 Tx RF (Transmitter Radio Frequence)  MIMO Channel: Giả lập môi trường truyền sóng với thơng số mơi trường truyền sóng, anten phát thu Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 74 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thơng Hình 3.5 MIMO Channel  Rx RF (Receiver Radio Frequence): Có nhiệm vụ thu tín hiệu cao tần giải điều chế tín hiệu băng tần Hình 3.6 Rx RF (Receiver Radio Frequence) Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 75 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông  LTE-A Receiver: Có nhiệm vụ giải điều chế tín hiệu băng tần xuất tín hiệu TBS, CRC đến khối Throughput để tính tốn thơng lương hệ thống Hình 3.7 LTE-A Receiver  Throughput: Có nhiệm vụ tính tốn thơng lượng hệ thống dựa theo tín hiệu TBS, CRC Hình 3.8 Throughput 3.3 Tính tốn thơng lượng hệ thống lý thuyết Các thông số hệ thống MIMO 8x8 LTE-A đường xuống: Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 76 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông  Điều chế: 64QAM với code rate = 0.5  Bandwidth: 10 MHz  Sử dụng Normal cyclic prefix  Hệ thống MIMO 8x8 anten phân tập theo không gian (SDM)  Sử dụng kỹ thuật song công phân chia theo tần số: FDD Hình 3.9 OFDMA miền thời gian- tần số Ta có: Bandwidth = 10 MHz  Mỗi ký tự OFDM có chứa 50 RB (Resource block)  Số sóng mang (Subcarriers) ký tự OFDM: 50 x 12 = 600 Sử dụng điều chế 64QAM với code rate = 0.5  Mỗi sóng mang chứa số bit liệu là: x 0.5 = bits  ký tự OFDM chứa số bit liệu là: 600 x = 1800 bits Vì sử dụng Normal cyclic prefix nên thời gian truyền ký dự OFDM là: 500/7 = 71.4 µs  Thông lượng (Throughput) luồng là: 1800/71.4 = 25.2 Mbps Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 77 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông Vì sử dụng hệ thống MIMO 8x8 anten phân tập theo khơng gian (SDM) có luồng liệu  Thông lượng (Throughput) hệ thống là: 25.2 x = 201.6 Mbps 3.4 Kết mô đánh giá Ta tiến hành mô với thông số hệ thống phần 3.3: Hình 3.10 Hệ thống MIMO 8x8 LTE-A đường xuống Kết mô thể bảng đây: Bảng 3.1 Mối quan hệ thông lượng SNR SNR (dB) Throughput (Mbps) Throughput Fraction (%) 14 16 18 20 22 24 16.58 18.09 26.38 38.44 50.13 55.78 22 24 35 51 66.5 74 Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 78 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thơng  Có thể thấy tỷ số SNR cao thơng lượng hệ thống tăng gần đến giá trị lớn (Khoảng 75 Mbps) Và thơng lượng lớn đạt nhỏ nhiều so với tính tốn lý thuyết (201.6 Mbps) điều kiện mô khác xa so với lý thuyết (Khơng tính đến nhiễu, lỗi gói, gói… ) Ta tăng băng thơng hệ thống từ 10 MHz lên 20 MHz mô phỏng, thu kết bảng đây: Bảng 3.2 Mối quan hệ thông lượng băng thông SNR (dB) 14 16 18 20 22 24 Throughput (Mbps) BW = 10 MHz BW = 20 MHz 16.58 25.46 18.09 29.21 26.38 49.43 38.44 76.39 50.13 84.62 55.78 98.1 Throughput Fraction (%) BW = 10 MHz BW = 20 MHz 22 17 24 19.5 35 33 51 51 66.5 56.5 74 65.5 Hình 3.11 Thơng lượng hệ thống Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 79 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thơng Hình 3.12 Sự phụ thuộc thông lượng với tỷ số SNR  Ta có số nhận xét sau: + Khi tăng băng thông hệ thống lên gấp lần (từ 10 MHz lên 20 MHz) thơng lượng hệ thống tăng tương ứng (gần lần) với lý thuyết + Ảnh hưởng nhiễu (SNR) lên thông lượng rõ ràng ta tăng băng thông hệ thống (từ 10 MHz lên 20 MHz) Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 80 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông Chương Kết luận chung hướng phát triển đề tài Đề tài trình bày tổng quan sâu phân tích số kỹ thuật hệ thống MIMO-OFDM, đồng thời cho thấy ưu điểm nhược điểm hệ thống hệ thống thông tin không dây Các kỹ thuật ưu việt hệ thống MIMO hệ thống MIMO 8x8 anten kỹ thuật ghép kênh theo không gian (SDM) ứng dụng vào hệ thống MIMO 8x8 LTE-A đường xuống nhằm đạt mục tiêu cao tốc độ hệ thống LTE_Advanced Qua kết mô phỏng, ta rút số kết luận hệ thống MIMO 8x8 LTE-A đường xuống: + Nhiễu kênh truyền ảnh hưởng lớn tới thông lượng hệ thống + Trong điều kiện kênh truyền, băng thông hệ thống cao tốc độ hệ thống lớn ảnh hưởng nhiễu kênh truyền lớn Hệ thống MIMO 8x8 LTE-A đường xuống mô đề tài mô hệ thống SU-MIMO (một người dùng) Để hiểu sâu kỹ thuật MIMO ứng dụng hệ thống LTE-Advanced đánh giá xác dung lượng cell hệ thống LTE-Advanced, ta cần nghiên cứu mô hệ thống MU-MIMO (nhiều người dùng) Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 81 Luận văn cao học Viện Điện tử - Viễn thông Tài liệu tham khảo : [1] Ts Nguyễn Phạm Anh Dũng, Giáo trình Lộ trình phát triển thơng tin di động 3G lên 4G, NXB Thông tin Truyền thông [2] TS Phan Hồng Phương, KS.Lâm Chi Thương, “Kỹ thuật phân tập anten cải thiện dung lượng hệ thống MIMO” [3] Ths.Nguyễn Ngọc Tiến, “Một số vấn đề kỹ thuật hệ thống OFDM”, Tạp chí bưu Viễn Thơng Công nghệ thông tin, 29/09/2003 [4] Ths Nguyễn Anh Tuấn, “Phương pháp mã hóa khơng gian thời gian hệ thống MIMO số hướng nghiên cứu”, báo trình hội nghị khoa học lần thứ VI [5] Erik Dahlman, Stefan Parkvall, and Johan Sköld; 4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband [6] Http://www.agilent.com/ [7] Stefania Sesia, Issam Toufik and Matthew Baker, LTE - The UMTS Long Term Evolution [8] John R.Barry, “Broadband MIMO OFDM wireless communications”, 2004 [9] Vahid Tarokh, Hamid Jafarkhani, and A R Calderbank "Space–time block codes from orthogonal designs" IEEE Transactions on Information Theory : 744–765, July 1999 [10] Vahid Tarokh, A.Robert Calderbank, “Space-Time Block Coding for Wireless Communications” IEEE journal on selected areas in communication, March 1999 [11] Brank Vucetic, Jinhong Yuan, John Wily& Son, “Space Time Coding”, 2003 [12] Xiupei Zhang, Jangsu Kim, and Heung-Gyoon Ryu; Multi-Access Interference in LTE Uplink with Multiple Carrier Frequency Offsets; Department of Electronic Engineering, Chungbuk National University, Cheong Ju, Korea 316-763; 2009 IEEE Học viên thực hiện: Hồng Cơng Tồn Page 82 ... đáp ứng yêu cầu hệ thống thông tin tương lai Một giải pháp đưa ứng dụng công nghệ MIMO (multiple input multiple output) vào hệ thống thông tin Công nghệ MIMO ứng dụng nhiều hệ thống lớn LTE (Long... thực luận văn tốt nghiệp với đề tài: ? ?Nghiên cứu hệ thống MIMO Ứng dụng LTE? ?? với mong muốn có kiến thức tảng công nghệ MIMO hệ thống di động triển khai giới LTE nói riêng thơng tin di động nói... Nội dung bao gồm chương: Chương 1: Giới thiệu LTE kỹ thuật sử dụng LTE Chương 2: Hệ thống MIMO ứng dụng LTE Chương 3: Thiết kế mô hệ thống MIMO 8x8 LTE- Advanced đường xuống Chương 4: Kết luận chung