Ước lượng kênh trong LTE

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Lưu trí Vương ƯỚC LƯỢNG KÊNH 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 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận văn nghiên cứu thân Các nghiên cứu luận văn dựa tổng hợp lý thuyết mơ thực tế mình, khơng chép từ luận văn khác Mọi thông tin trích dẫn tuân theo luật sở hữu trí tuệ, liệt kê rõ ràng tài liệu tham khảo Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm với nội dung viết luận văn Tác giả luận văn Lời cảm ơn Lời muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc kính trọng tới TS Phạm Hải Đăng - người tận tình bảo, hướng dẫn tạo điều kiện cho tơi q 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 mơn 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 Danh mục từ viết tắt Ký hiệu Tiếng anh Tiếng việt 16QAM 16 Quadrature Amplitude Điều chế biên độ cầu phương 16 mức Modulation Mạng di động hệ thứ 3G Third-generation 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 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 vòng 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 Phân tập trễ vòng 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 SC-FDMA đan xen IFDMA Interleaved SC-FDMA IFFT Invert Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh ngược IMT International Mobile Liên minh viễn thông di dộng quốc tế Telecommunications ISI Inter symbol interference Nhiễu xuyên ký tự IRC Interference Refection Kết hợp loại bỏ nhiễu Combining ITU International Liên minh viễn thông quốc tế Telecommunication Union LFDMA Localized SC-FDMA SC-FDMA khoanh vùng LTE Long Term Evolution Sự phát triển dài hạn MAI Multi Access Interference Nhiễu đa truy nhập MIMO Multiple Input Multiple Output Nhiều đầu vào Nhiều đầu MMSE Minimum Mean Square Error Ước lượng sai số trung bình bình phương cực tiểu MRC Maximum rate combined Kết hợp tỷ lệ cực đại MU-MIMO Multi-user MIMO MIMO nhiều người dùng OFDM Orthogonal Frequency Division OFDMA Ghép kênh phân chia theo tần số trực Multiplexing giao Orthogonal Frequency Division Đa truy nhập phân chia theo tần số Multiple Access trực giao PAPR Peak to Average Power Ratio Tỷ số cơng suất đỉnh trung bình QPSK Quadrature Phase Shift Keying Điều chế pha cầu phương SC Selective Combined Kết hợp chọn lọc SC-FDMA SDMA Đa truy cập phân chia theo tần số đơn Single Carrier- Frequency Division Multiple Access sóng mang Space Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo không gian SFBC Space Frequency Block Code Mã hóa khối khơng gian-tần số SFN Single Frequency Network Mạng đơn tần số SFTD Space Frequency Transmit Phân tập phát không gian- tần số Diversity SIC Successive Interference Triệt nhiễu nối tiếp Cancellation SNR Signal-to-Noise Ratio Tỷ số tín hiệu tạp âm STBC Space-time block code Mã hóa khối không gian- thời gian STTD Space Time Transmit Diversity Phân tập phát không gian- thời gian SU-MIMO Single-user MIMO MIMO người dùng TBS Transport block size Kích thước khối vận chuyển TDD Time Division Duplexing Song công phân chia theo thời gian UMTS Universal Mobile Hệ thống viễn thơng di động tồn cầu Telecommunication System WCDMA ZF Wideband Code Division Đa truy cập phân chia theo mã băng Multiple Access rộng Zero Forcing Cưỡng không MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục từ viết tắt MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 10 Các chương đề tài 10 Chú thích 10 Chương 1: GIỚI THIỆU LTE 11 1.1 Giới thiệu công nghệ LTE 11 1.2 So sánh công nghệ LTE với công nghệ Wimax 13 1.3 Kiến trúc giao diện vô tuyến 17 1.3.1 Điều khiển kết nối vô tuyến (RLC - Radio Link Control) 20 1.3.2 MAC: điều khiển truy nhập môi trường (medium access control) 22 1.3.3 Hybrid ARQ 26 1.4 PHY: physical layer - lớp vật lý 31 1.5 Các trạng thái LTE 35 Chương 2: CÔNG NGHỆ OFDM VÀ ĐA TRUY NHẬP TRONG LTE 37 2.1 Công nghệ OFDM 37 2.2 Đa truy nhập LTE 40 2.2.1 Hoạch định đường xuống 40 2.2.2 Hoạch định đường lên 43 2.2.3 OFDMA 46 2.2.3.1 Cyclic prefix, CP 48 2.2.3.2 Đặc tính băng thông kênh LTE 49 2.2.4 SC-FDMA 50 Chương 3: ƯỚC LƯỢNG KÊNH LTE 55 3.1 Khái niệm va mơ hình tín hiệu 55 3.1.1 Khái niệm 55 3.1.2 Mơ hình tín hiệu 57 3.2 Ước lượng kênh sử dụng pilot 58 3.2.1 Ước lượng bình phương tối thiểu (LS) 61 3.2.2 Ước lượng kênh bình phương trung bình tối thiểu (MMSE) 64 Chương : MÔ PHỎNG ƯỚC LƯỢNG KÊNH 67 ĐƯỜNG XUỐNG VÀ NHẬN XÉT 67 Mô ước lượng kênh đường xuống dùng phương pháp MMSE mode truyền 67 Kết luận 71 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 73 Tài liệu tham khảo 74 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Sự đời 4G mở khả tích hợp tất dịch vụ, cung cấp băng thông rộng, dung lượng lớn, truyền dẫn liệu tốc độ cao, cung cấp cho người sử dụng hình ảnh video màu chất lượng cao, trò chơi đồ hoạ 3D linh hoạt, dịch vụ âm số Việc phát triển công nghệ giao thức đầu cuối dung lượng lớn, dich vụ gói liệu tốc độ cao, cơng nghệ dựa tảng phần mềm công cộng mang đến chương trình ứng dụng download, cơng nghệ truy nhập vơ tuyến đa mode, cơng nghệ mã hố media chất lượng cao mạng di động Công nghệ 4G/LTE cung cấp tốc độ truyền liệu cao (1Gbps cho truyền dẫn đường xuống 500Mbps cho đường lên), băng thông rộng (lên đến 100MHz) dung lượng lớn Để đạt tiêu chuẩn trên, với việc đảm bảo tốt chất lượng dịch vụ, tốc độ truyền độ tin cậy hệ thống, kỹ thuật tiên tiến sử dụng hệ thống như: OFDMA, MIMO anten,… Một kỹ thuật quan tâm ước lượng kênh truyền mạng LTE Những ưu điểm kỹ thuật này: - Nâng cao chất lượng độ tin cậy hệ thống - Tối ưu hiệu suất mạng - Tối đa hóa tốc độ truyền Từ vấn đề nêu với tầm nhìn tổng quan hướng nghiên cứu thời, người thực chọn đề tài: “Ước lượng kênh truyền mạng LTE” Mục tiêu nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu vấn đề sau: • Nghiên cứu quy tắc kỹ thuật ước lượng kênh truyền mạng LTE (đường xuống LTE) • Ứng dụng kỹ thuật ước lượng để khai thác tối đa hiệu suất mạng nâng cao chất lượng mạng LTE Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: • Nghiên cứu mơ hình kênh truyền, phương pháp ước lượng kênh miền thời gian ứng dụng mạng LTE • Các yếu tố ảnh hưởng lợi ích thu ứng dụng kỹ thuật ước lượng kênh truyền • Ứng dụng matlab để mô Phạm vi nghiên cứu: • Đề tài đưa giải pháp ứng dụng kỹ thuật ước lượng kênh truyền để tăng tốc độ truyền liệu tính ổn định, tin cậy hệthống mạng LTE Phương pháp nghiên cứu - Thu thập, phân tích tài liệu thơng tin liên quan đến đề tài - Nghiên cứu quy tắc, kỹ thuật ước lượng kênh truyền sở lý thuyết - Ứng dụng mô ước lượng kênh matlab Các chương đề tài Chương 1: Giới thiệu LTE Chương 2: Công nghe OFDM đa truy nhập LTE Chương 3: Ước lượng kênh LTE Chương 4: Mơ ước lượng kênh Chú thích Tài liệu tham khảm đánh dấu dấu ngoặc vuông có số với phần tài liệu “[số]” 10 • 𝑋𝑋 ma trận N x N chéo có chứa ví trí tương ứng với điều chế sóng mang phụ có Nm N biểu tượng bao gồm liệu pilot miền tần số • 𝐹𝐹 𝐻𝐻 ma trận nghịch đảo Fourier cho miền thời gian tương ứng với tín hiệu thu • 𝑤𝑤 vector tương ứng với phần nhiễu công thêm vào tuân theo phân bố Gauss có hàm phân bố 𝑁𝑁𝐶𝐶 (0, 𝜎𝜎𝑤𝑤2 𝐼𝐼𝑁𝑁 ) Ước lượng kênh sử dụng pilot qua bước, đầu tiền ước lượng thống kê kênh truyền OFDM xác định ký hiệu (symbol) tham chiếu phương pháp thống kê bao gồm Least Squares (LS) tối thiểu hóa trung bình bình phương (MMSE) Các phương pháp ước lượng kênh sử dụng Pilot khác áp dụng vào ước lượng kênh có hiệu ứng truyền khác Đáp ứng kênh truyền sóng mang mang liệu khác xác định phương pháp nội suy Sự nội suy sử dụng cho ước lượng tuyến tính, bậc hai, bậc nội suy miền phân chia miền thời gian thống kê xác định điểm quan sát Phần ta xem xét số kỹ thuật liên quan tới ước lượng kênh đường xuống 3.2.1 Ước lượng bình phương tối thiểu (LS) [1] Từ cơng thức theo mơ hình tín hiêu viết lại thành: - y = Sh + w Ở : - S = 𝐹𝐹 𝐻𝐻 X𝐹𝐹𝐿𝐿 - Ma trận X viết thành X = 𝑋𝑋𝑑𝑑 + 𝑋𝑋𝑝𝑝 , 𝑋𝑋𝑑𝑑 𝑋𝑋𝑝𝑝 ma trận chéo bao gồm thành phần không không vị trí truyền liệu vị trí truyền pilot - w nhiễu trắng 61 Chúng ta bỏ qua việc xem xét truyền liệu trước xét đến việc truyền pilot Ma trận S tính xấp xỉ pilot S = 𝐹𝐹 𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝 𝐹𝐹𝐿𝐿 Kênh truyền h đượcước lượng phương pháp bình phương tối thiểu (LS) [1] cơng thức: ℎ� = (SHS)-1SHy Ở kênh truyền xem xét tham số xác định nhiễu coi loại bỏ Thay S vào công thức ta có cơng thức đơn giản cho ước lượng kênh LS: ℎ� = (𝐹𝐹𝐿𝐿𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝 𝐹𝐹𝐿𝐿 )-1 𝐹𝐹𝐿𝐿𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝𝐻𝐻 FH y Ước lượng LS tính đơn giản cho tồn ma trận (𝐹𝐹𝐿𝐿𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝 𝐹𝐹𝐿𝐿 )-1 𝐹𝐹𝐿𝐿𝐻𝐻 số Việc khó khăn lớn gặp phải việc áp dụng LS trình đảo ngược ma trận L x L mà ta xẽ xét giải pháp cho vấn đề • Ước lượng kênh LS chuẩn tắc[1] (Regularized LS) Giải pháp đầu tiêu cộng thêm vào ma trận LxL ma trận đơn vị nhân với hệ số, từ cơng thức biểu diễn lại sau: ℎ� = (𝛼𝛼𝛼𝛼 + 𝐹𝐹𝐿𝐿𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝 𝐹𝐹𝐿𝐿 )-1 𝐹𝐹𝐿𝐿𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝𝐻𝐻 Fy α chọn cho (𝛼𝛼𝛼𝛼 + 𝐹𝐹𝐿𝐿𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝 𝐹𝐹𝐿𝐿 )-1 hỗn loạn • Giảm mẫu đáp ứng xung ước lượng kênh LS [1] Giải pháp thứ tìm từ việc nhận thấy số lượng băng tần chưa sử dụng cấu trúc ký tự LTE OFDM Xem xét ví dụ từ bảng thấy kích thước ký tự N = 1024, số lượng sóng mang 601 Do đó, tần số lấy mẫu 15.36 MHz (N∆fc) băng tần kích hoạt sử dụng 9MHz (Nm∆fc) 62 Nếu kênh truyền nghe băng tần tần kích hoạt, băng thơng số (tỷ lệ băng thơng tần số lấy mẫu) nhỏ Điều thực được, ví dụ việc giảm tần số lấy mẫu theo hệ số 2/3 mà đảm bảo việc vắng mặt cưa tín hiệu nhận được, ví dụ tần số lấy mẫu 10.24MHz Thực tế, ước lượng kênh truyền h không thực tất L đáp ứng kênh truyền mà đáp ứng kênh truyền (trung bình lấy mẫu giảm 2/3), thiết lập loại bỏ đáp ứng kênh truyền không thực hiện: Như cân kênh OFDMA thực miền tần số, không khó để biểu diễn kênh miền thời gian lấy mẫu miền tần số Đáp ứng kênh truyền miền tần số: 63 Như thể công thức trên, tín hiệu nhận được thể với ma trận 𝐹𝐹𝐿𝐿 có L/3 cột nhân với 0, miền thời gian nhận tín hiệu có cơng thức: y = FHX𝐹𝐹𝐿𝐿𝐷𝐷𝐷𝐷 ℎ𝐷𝐷𝐷𝐷 + µ Ở ℎ𝐷𝐷𝐷𝐷 giảm thể mẫu đáp ứng kênh truyền FIR thể với vector độ dài 2/3L Tương tự 𝐹𝐹𝐿𝐿𝐷𝐷𝐷𝐷 ma trận 𝐹𝐹𝐿𝐿 loại bỏ cột tương ứng với đáp ứng ma trận h Từ ta có cơng thức biểu diễn kênh truyền ước lượng kênh LS giảm mẫu: 𝐷𝐷𝐷𝐷,𝐻𝐻 𝐻𝐻 ℎ� 𝑋𝑋𝑝𝑝 𝑋𝑋𝑝𝑝 𝐹𝐹𝐿𝐿𝐷𝐷𝐷𝐷 )-1 𝐹𝐹𝐿𝐿𝐷𝐷𝐷𝐷,𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝𝐻𝐻 Fy 𝑑𝑑𝑑𝑑 = (𝐹𝐹𝐿𝐿 Sử dụng ma trận tương ứng kênh truyền giảm mẫu, vấn đề giải ma trận LxL thay ma trận (𝐹𝐹𝐿𝐿𝐷𝐷𝐷𝐷,𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑝𝑝 𝐹𝐹𝐿𝐿𝐷𝐷𝐷𝐷 )-1 𝐹𝐹𝐿𝐿𝐷𝐷𝐷𝐷,𝐻𝐻 có kích cỡ (2/3L)xL 3.2.2 Ước lượng kênh bình phương trung bình tối thiểu [1] (MMSE) 64 Ở phần trên, phương pháp ước lượng kênh LS mơ tả tính tốn cách đơn giản nhiên hiệu suất làm việc khơng tốt Có phương pháp khác ước lượng kênh (CIR) bình phương trung bình tối thiểu (MMSE) phương pháp có hiệu suất tốt nhiên địi hỏi tính tốn phức tạp Phương pháp có ý định giảm thiểu bình phương lỗi kênh truyền ước lượng kênh xác Trong phần nói tới ước lượng kên bình phương trung bình tối thiểu tuyến tính (LMMSE) CIR tính tốn sử dụng LMMSE [1] theo cách sau : ℎ� = 𝑅𝑅ℎ𝑌𝑌𝑟𝑟 𝑅𝑅𝑌𝑌𝑟𝑟𝑌𝑌𝑟𝑟 −1 𝑌𝑌𝑟𝑟 Ở 𝑅𝑅𝑌𝑌𝑟𝑟𝑌𝑌𝑟𝑟 hàm tự hiệp phương sai vector 𝑌𝑌𝑟𝑟 𝑅𝑅ℎ𝑌𝑌𝑟𝑟 hiệp phương sai chéo vector h 𝑌𝑌𝑟𝑟 Ở ma trận hiệp phương sai cho câu thức sau: 𝑅𝑅𝑌𝑌𝑟𝑟𝑌𝑌𝑟𝑟 = 𝐸𝐸�𝑌𝑌𝑟𝑟 𝑌𝑌𝑟𝑟 𝐻𝐻 � = 𝐸𝐸[(𝑋𝑋𝑟𝑟 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝐻𝐻 ℎ + µ𝑟𝑟 )( 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝐻𝐻 ℎ + µ𝑟𝑟 )H] = 𝐸𝐸[(𝑋𝑋𝑟𝑟 𝑇𝑇𝑟𝑟 ℎ + µ𝑟𝑟 ) ( 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝐻𝐻 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝐻𝐻 ℎ + µ𝑟𝑟 H)] = 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝐸𝐸[ℎℎH] 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝐻𝐻 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝐻𝐻 + 𝐸𝐸[µ𝑟𝑟 µ𝑟𝑟 H] + 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝑇𝑇𝑟𝑟 [ℎµ𝑟𝑟 H] + [µ𝑟𝑟 ℎH] 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝐻𝐻 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝐻𝐻 = 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝑅𝑅ℎℎ 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝐻𝐻 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝐻𝐻 + 𝜎𝜎µ2 𝐼𝐼𝑁𝑁𝑟𝑟 𝑅𝑅ℎ𝑌𝑌𝑟𝑟 = 𝐸𝐸�ℎ𝑌𝑌𝑟𝑟 𝐻𝐻 � = 𝐸𝐸[ℎℎ𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝐻𝐻 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝐻𝐻 + µ𝑟𝑟 ℎ𝐻𝐻 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝐻𝐻 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝐻𝐻 ] =𝑅𝑅ℎℎ 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝐻𝐻 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝐻𝐻 = 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝐻𝐻 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝐻𝐻 Do : ℎ� = 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝐻𝐻 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝐻𝐻 (𝑋𝑋𝑟𝑟 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝑅𝑅ℎℎ 𝑋𝑋𝑟𝑟 𝐻𝐻 𝑇𝑇𝑟𝑟 𝐻𝐻 + 𝜎𝜎µ2 𝐼𝐼𝑁𝑁𝑟𝑟 )-1𝑌𝑌𝑟𝑟 65 Từ cơng thức tính tốn thấy phưng pháp MMSE địi hỏi phải tính tốn phức tạp nhiều so với phương pháp ước lượng kênh sử dụng bình phương tối thiểu LS 66 Chương : MÔ PHỎNG ƯỚC LƯỢNG KÊNH ĐƯỜNG XUỐNG VÀ NHẬN XÉT Mô ước lượng kênh đường xuống dùng phương pháp MMSE mode truyền Như xem xét lý thuyết phần trước, phương pháp MMSE có độ xác cao so với việc sử dụng phương pháp LS để ước lượng kênh Trong phần dùng phương pháp ước lượng kênh MMSE để thực mô phỏng[3][7] [14] Thông số đầu vào thiết lập cho mô ; Thông số Giá trị Số lượng user (UEs) Băng thông (Bandwidth) 1.4MHz Truyền lại( Retransmissions ) Loại kênh truyền(Channel type) PedB (Pilot-Embedded Data-Bearing) Simulation length 5000 subframes Chế độ truyền(Transmit modes) SISO, TxD 2x1 TxD 4x2 Ước lượng kênhChanel estimator MMSE Điều chế(Modulation) 16QAM Quá trình thực mô chạy mô việc truyền lại khơng truyền lại : • Đối với mode không truyền lại kết thu thể hình đây: 67 Hình 4.1 Kết BLER với tỉ lệ nhiễu SNR mơ hình khơng truyền lại Như thấy tỉ lệ BLER kênh có tỉ lệ SNR thấp mode TxD 4x2 cao SISO Điều có nghĩa với tỉ lệ tín hiệu nhiễu thấp tỉ lệ lỗi block (BLER) kênh truyền TxD 4x2 thấp nhấp SISO cao Dưới kết tỉ lệ tín hiệu nhiễu tốc độ đầu 68 Hình 4.2 Kết tỉ lệ tín hiệu nhiễu tốc độ phát Có thể thấy qua kết tốc độ truyền cao tỉ lệ tín hiệu nhiễu tăng dần Với mode truyền TxD 4x2 tỉ lệ ổn định SNR đạt nhanh tốc độ truyền thấp hơn, sau tới kênh TxD 2x1 cuối SISO • Đối với mode truyền lại lần kết thể 69 Hình 4.3 Kết BLER với tỉ lệ nhiễu SNR mơ hình kênh truyền lần So sánh với kết với với mode không truyền lại thấy tỉ lệ SNR tỉ lệ BLER khơng có thây đổi nhiều với BLER thấp khác biệt xảy tỉ lệ BLER cao Dưới kết SNR theo tốc độ truyền 70 Đối với tốc độ phát thấp tỉ lệ SNR thấp tương ứng tỉ lệ BLER cao Có thể nhìn thấy hình với tốc độ phát thấp 0.6 Mbps kênh truyền SISO Hình 4.4 Tỉ lệ SNR tốc độ truyền TxD 4x2 có tỉ lệ tín hiệu nhiễu SNR mức âm Tuy nhiên tốc độ phát cao tỉ lệ tín hiệu nhiễu nhanh đạt ổn định tăng nhanh so với việc không truyền lại Kết luận Trong chương mô ước lượng kênh theo phương pháp LMMSE mode kênh truyền khác nha, đánh giá nhận xét kết theo mô sử dụng phương pháp LMMSE mode truyền khác có truyền lại hay khơng Kết mô cho thấy với chế độ truyền 71 TxD 4x2 có hiệu suất cao việc truyền lại khơng truyền lại tín hiệu, kênh truyền SISO cho kết hiệu suất thấp Tỉ lệ tín hiệu nhiễu mode TxD 4x2 đạt ổn định nhanh sau truyền tốc độ cao 72 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Ước lượng kênh truyền khâu quan trọng việc khơi phục lại tín hiệu OFDM, ngồi cịn giúp cho vấn đề đồng thực tốt Bộ ước lượng thành phần quan trọng hệ thống LTE, ước lượng phải tiếp nhận thông tin trạng thái kênh, xử lý thông tin khắc phục chậm trễ phản hồi nhằm nâng cao tốc độ chất lượng hệ thống mạng LTE Nội dung luận văn tập trung nghiên cứu kỹ thuật ước lượng mạng LTE, sau luận văn ứng dụng mô hoạt động kỹ thuật nhằm có số liệu cần thiết, phục vụcho việc so sánh đánh giá hiệu kỹ thuật với Các kỹ thuật chọn LS, LMMSE Trước hết, kết bước kiểm chứng cho lý thuyết ước lượng, ưu nhược điểm kỹ thuật Sau việc mơ kênh truyền LMMSE vào chế độ truyền khác nhau.Việc áp dụng kỹ thuật ước lượng hệ thống di động LTE cần nhiều thông tin để ứng dụng kỹ thuật ước lượng cho LTE lưu lượng thời mạng, lưu lượng tương lai, việc bố trí mạng lưới, vị trí địa lý, đặc điểm thói quen sử dụng, truy cập khách hàng, dung lượng đường truyền, khả xử lý eNodeB Rất nhiều yếu tố liệt kê cho thấy việc áp dụng kỹ thuật ước lượng quan trọng, ảnh hưởng nhiều đến hệ thống di động LTE người dùng Do vai trò kỹ thuật ước lượng kênh truyền tất yếu hệ thống LTE Nội dung luận văn mức độ nghiên cứu mô thuật tốn ước lượng mơi trường LTE, qua đánh giá thơng số lỗi Luận văn chưa đề cập đến vấn đề chất lượng dịch vụ tác động thuật toán ước lượng đến dịch vụ Vì hướng phát triển đề tài nghiên cứu thuật toán ước lượng tác dụng chất lượng dịch vụ 73 Tài liệu tham khảo [1] http://www.freescale.com/files/dsp/doc/app_note/AN3059.pdf [2] C Mehlfă uhrer, M Wrulich, J C Ikuno, D Bosanska, and M Rupp, “Simulating the long term evolution physical layer,” in Proc of the 17th European Signal Processing Conference (EUSIPCO 2009), Glasgow, Scotland, Aug 2009 [3] I Free Software Foundation, “GNU lesser general public license, version 2.1.” [Online] Available: http://www.gnu.org/licenses/lgpl-2.1.html [4] M I of Technology, “MIT license.” [Online] Available: http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php [5] Technical Specification Group Radio Access Network, “Evolved universal terrestrial radio access (E-UTRA); LTE physical layer – general description,” 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Tech Rep TS 36.201 Version 8.3.0, Mar 2009 [6]“Evolved universal terrestrial radio access (E-UTRA); physical layer procedures,” 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Tech Rep TS 36.213, Mar 2009 [7] Y R Zheng and C Xiao, “Simulation models with correct statistical properties for rayleigh fading channels,” Communications, IEEE Transactions on, June 2003 [8] T Zemen and C Mecklenbră auker, Time-Variant Channel Estimation Using Discrete Prolate Spheroidal Sequences, IEEE Transactions on Signal Processing, vol 53, no 9, pp 3597–3607, Sept 2005 [9] Technical Specification Group Radio Access Network, “Evolved universal terrestrial radio access (E-UTRA); multiplexing and channel coding,” 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Tech Rep TS 36.212, Mar 2009 [10] ——, “Evolved universal terrestrial radio access (E-UTRA); physical channels and modulation,” 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Tech Rep TS 36.211 Version 8.7.0, May 2009 [11] ——, “Evolved universal terrestrial radio access (E-UTRA); user equipment (UE) radio access capabilities,” 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Tech Rep TS 36.306, 2009 [12] ITU-R, “Guidelines for evaluation of radio transmission technologies for IMT-2000,” ITU-R, Tech Rep M.1225, 1997 [13] Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network, “Radio transmission and reception, annex c.3 propagation models,” 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Tech Rep TS 05.05 V.8.20.0 (Release 1999), 2009 [14] L Hentilă a, P Kyă osti, M Kă aske, M Narandzic, and M Alatossava (2007) MATLAB implementation of the WINNER Phase II channel model ver1.1 [Online] Available: http://www.ist-winner.org/phase model.html 74 [15] M.Simko, C Mehlfă uhrer, M Wrulich, and M Rupp, Doubly Dispersive Channel Estimation with Scalable Complexity,” in Proc WSA 2010, Bremen, Germany, Feb 2010, accepted [16] S Schwarz, M Wrulich, and M Rupp, “Mutual information based calculation of the precoding matrix indicator for 3GPP UMTS/LTE,” in Proc WSA 2010, Bremen, Germany, Feb 2010, accepted [17] S Schwarz, C Mehlfhrer, and M Rupp, “Calculation of the Spatial Preprocessing and Link Adaption Feedback for 3GPP UMTS/LTE,” in Proc IEEE Wireless Advanced 2010, London, UK, June 2010 [18] L Hentilă a, P Kyă osti, M Kă aske, M Narandzic, and M Alatossava, MATLAB implementation of the WINNER Phase II Channel Model ver1.1,” December 2007 [Online] Available: https://www.ist-winner.org/phase 2model.html 75 ... thuật ước lượng kênh truyền sở lý thuyết - Ứng dụng mô ước lượng kênh matlab Các chương đề tài Chương 1: Giới thiệu LTE Chương 2: Công nghe OFDM đa truy nhập LTE Chương 3: Ước lượng kênh LTE Chương... 3.2 Ước lượng kênh sử dụng pilot 58 3.2.1 Ước lượng bình phương tối thiểu (LS) 61 3.2.2 Ước lượng kênh bình phương trung bình tối thiểu (MMSE) 64 Chương : MÔ PHỎNG ƯỚC LƯỢNG... Nghiên cứu quy tắc kỹ thuật ước lượng kênh truyền mạng LTE (đường xuống LTE) • Ứng dụng kỹ thuật ước lượng để khai thác tối đa hiệu suất mạng nâng cao chất lượng mạng LTE Đối tượng phạm vi nghiên