Nghiên cứu mô phông và đánh giá hệ thống muliuser MIMO

Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO LỜI CÁM ƠN Qua tháng với đề tài em học đƣợc nhiều từ kiến thức cách làm việc nghiên cứu khoa học Một luận văn đƣợc hồn chỉnh khơng công sức cá nhân em thực mà cịn có âm thầm giúp sức từ thầy cơ, bạn bè gia đình Lời cảm ơn em xin gửi đến: Lời cảm ơn chân thành kính trọng đến thầy TS Lê Quốc Cƣờng hƣớng dẫn chu đáo tận tình để em hồn thành luận văn Xin cảm ơn thầy! Xin cảm ơn tất thầy cô Khoa Điện - Điện Tử , Trƣờng Đại Học Tôn Đức Thắng truyền đạt kiến thức cho em suốt năm học qua, thật kiến thức q báu góp phần khơng nhỏ làm tảng để em nghiên cứu đề tài Xin cảm ơn bạn tôi, bạn nguồn động viên giúp đến cùng, không quên lúc miệt mài bên luận văn bạn Và cuối cùng, cho xin gửi lời cảm ơn đến Ba, Mẹ, ngƣời thân gia đình - nguồn động viên lớn giúp có thêm sức mạnh vƣợt qua khó khăn để song hành với luận văn tốt nghiệp Con cảm ơn rất nhiều SVTH: Nguyễn Văn Trọng i Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN i DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii LỜI MỞ ĐẦU x CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG VƠ TUYẾN 1.1 Phân loại mạng vơ tuyến 1.2 Sự phát triển mạng thông tin di động 1.2.1 Thế hệ thứ (1G): 1.2.2 Thế hệ thứ (2G): 1.2.3 Thế hệ 2,5G: 1.2.4 Thế hệ di động thứ (3G): 1.2.5 Công nghệ tiền 4G GPP LTE UMB IEEE 802.x 1.2.6 Các gói dịch vụ: 10 1.3 Các mô hình hệ thống thơng tin vơ tuyến 11 1.3.1 Hệ thống SISO 11 1.3.2 Hệ thống SIMO 12 1.3.3 Hệ thống MISO 12 1.3.4 Hệ thống MIMO 12 1.4 Kiến thức hệ thống truyền liệu vô tuyến 13 1.4.1 Độ lợi mảng (Array Gain) 13 SVTH: Nguyễn Văn Trọng ii Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO 1.4.2 Độ lợi phân tập (Diversity Gain) 13 1.4.3 Ống liệu (Data Pipes) 16 1.4.4 Ghép kênh không gian 17 1.5 Các vấn đề kênh truyền vô tuyến 17 1.5.1 Suy hao đƣờng truyền 17 1.5.2 Hiện tƣợng Multipath-Fading 19 CHƢƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG MIMO 21 2.1 Khái niệm hệ thống MIMO 21 2.2 Mơ hình hệ thống MIMO 22 2.3 Dung lƣợng hệ thống MIMO 23 2.3.1 Trƣờng hợp CSI đƣợc biết phía phát phía thu 26 2.3.2 Trƣờng hợp CSI đƣợc biết phía thu 28 2.4 Mã hóa khơng gian-thờigian khối STBC 29 2.5 Mã hóa khơng gian-thời gian STTC 35 2.6 Mã hóa khơng gian-thời gian lớp BLAST 38 2.7 Ƣu khuyết điểm MIMO 39 2.7.1 Ƣu điểm 39 2.7.2 Khuyết điểm 40 2.8 Ứng dụng MIMO 40 HỆ THỐNG MIMO ĐA NGƢỜI DÙNG (Multi-user MIMO) 41 2.9 Hệ thống MIMO đa ngƣời dùng 41 2.9.1 Mơ hình hệ thống Multi-user MIMO 43 2.9.2 Kênh truyền Multi-user MIMO 46 2.9.3 Dung lƣợng kênh truyền Multi-user MIMO 49 SVTH: Nguyễn Văn Trọng iii Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO 2.10 Ba loại độ lợi Multi-user MIMO 51 2.10.1 Độ lợi phân tập 51 2.10.2 Độ lợi ghép kênh 52 2.10.3 Độ lợi mã hóa khơng gian - thời gian 52 2.11 Xử lý kênh truyền MIMO Multi-user 52 2.11.1 Thuật toán Block Diagonalization 52 CHƢƠNG MƠ PHỎNG KĨ THUẬT XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG MULTI-USER MIMO 58 3.1 Phƣơng pháp Block Diagonalization – MMSE 61 3.2 Phƣơng pháp Block Diagonalization – ZF 65 3.3 So sánh phƣơng pháp Block Diagonalization-MMSE Block DiagonalizationZF 68 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 SVTH: Nguyễn Văn Trọng iv Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Phân loại mạng vơ tuyến Hình 1.2 Sự phát triển hệ thống thông tin di động Hình 1.3 Các hãng di động hàng đầu giới triển khai công nghệ LTE Hình 1.4 Phân loại hệ thống thơng tin không dây 11 Hình 1.5: Độ dự trữ fading cho hệ thống (a): 1-đầu vào 1-đầu (b): 2-đầu vào 2đầu 16 Hình 1.6 Các tƣợng xảy q trình truyền sóng 19 Hình 1.7 Kênh truyền chọn lọc tần số biến đổi theo thời gian 20 Hình 2.1 Hình trực quan hệ thống MIMO 20 Hình 2.2:Sơ đồ khối hệ thống MIMO 22 Hình 2.3 N Kênh truyền nhiễu Gauss trắng song song 23 Hình 2.4 Hệ kênh truyền nhiễu Gauss trắng song song tƣơng đƣơng 25 Hình 2.5 Sơ đồ hệ thống MIMO biết CSI nơi phát thu 26 Hình 2.6 Định lý Waterfilling 27 Hình 2.7 Phân phối công suất SNR cao 27 Hình 2.8 Phân phối công suất SNR thấp 28 Hình 2.9 Sơ đồ Alamouti anten phát anten thu 30 Hình 2.10 Các symbol phát thu sơ đồ Alamouti 30 Hình 2.11 Sơ đồ Alamouti anten phát M anten thu 34 Hình 2.12 Sơ đồ mã lƣới 36 Hình 2.13 Bộ mã lƣới k = 1, K = n = 37 Hình 2.14 Lƣới mã sơ đồ trạng thái với k = 1, K = n = 37 Hình 2.15 Hệ thống V-BLAST 39 Hình 2.16 Kênh truyền đa ngƣời dùng uplink downlink 42 SVTH: Nguyễn Văn Trọng v Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO Hình 2.17 Cấu hình hệ thống MIMO đa ngƣời dùng 43 Hình 2.18 Cấu hình tiền xử lý khơng gian- thời gian cho user mth 45 Hình 2.19 Phƣơng pháp xử lí kênh truyền đa ngƣời dùng, user có nhiều antenna nhận nhiều luồng data song song 49 Hình 2.20 Vùng dung lƣợng đa ngƣời dùng 50 Hình 2.21 Hệ thống MIMO đa ngƣời dùng 53 Hình 2.22 Phân tích kênh MIMO đa ngƣời dùng thành kênh MIMO đơn ngƣời dùng song song 56 Hình 3.1 Cửa sổ giao diện chạy chƣơng trình 59 Hình 3.2 Cửa sổ giao diện thực xử lý tuyến tính 60 Hình 3.3 Kết mơ trƣờng hợp TX – RX – User dùng phƣơng pháp Block Diagonalization-MMSE 62 Hình 3.4 Kết mô trƣờng hợp TX – RX – User dùng phƣơng pháp Block Diagonalization-MMSE 63 Hình 3.5 Kết mơ trƣờng hợp 12 TX – RX – User dùng phƣơng pháp Block Diagonalization-MMSE 64 Hình 3.6 Kết mơ trƣờng hợp TX – RX – User dùng phƣơng pháp Block Diagonalization-ZF 65 Hình 3.7 Kết mô trƣờng hợp TX – RX – User dùng phƣơng pháp Block Diagonalization-ZF 66 Hình 3.8 Kết mơ trƣờng hợp 12 TX – RX – User dùng phƣơng pháp Block Diagonalization-ZF 67 Hình 3.9 So sánh phƣơng pháp Block Diagonalization-MMSE Block Diagonalization-ZF trƣờng hợp 4TX – 2RX – 2User 68 Hình 3.10 So sánh phƣơng pháp Block Diagonalization-MMSE Block Diagonalization-ZF trƣờng hợp 6TX – 3RX – 2User 69 Hình 3.11 So sánh phƣơng pháp Block Diagonalization-MMSE Block Diagonalization-ZF trƣờng hợp 12TX – 4RX – 3User 70 SVTH: Nguyễn Văn Trọng vi Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 3G 4G A/D ADSL Third generation Fourth generation Analog-to-digital Asymmetric digital subscriber line AMPS Advanced Mobile Phone Service AOA AOD AWGN BER BPSK CBPSK CCI CDF CDMA COFDM Angle of arrival Angle of departure Additive white Gaussian noise Bit error rate Binary phase shift keying Complementary BPSK Cochannel interface Cumulative distribution function Code division multiple access Coded orthogonal frequency division multiplexing Cyclic prefix Cyclic redundancy check Carrier sense mutiple access/ collision avoidance Continuous wave Digital-to-analog Direct current Diagonal encoding Digital Fourier transform Differential QPSK Direct sequence Digital subscriber line Digital signal processing Frequency division multiple access Forward error correction Fast Fourier transform Frequency hopping Thế hệ thứ Thế hệ thứ Chuyển đổi tƣơng tự sang số Đƣờng dây thuê bao số đối xứng Dịch vụ điện thoại di động cải tiến Góc tới Góc lệch Nhiễu Gauss trắng cộng Tốc độ lỗi bit Mã hóa dịch pha nhị phân BPSK bù Nhiễu đồng kênh Hàm phân phối tích lũy Đa truy xuất phân chia mã Ghép kênh phân chia tần số trực giao đƣợc mã hóa Tiền tố tuần hồn Kiểm tra dƣ thừa tuần hồn Đa truy xuất sóng mang/ tránh xung đột Sóng liên tục Chuyển đổi số sang tƣơng tự Dòng điện chiều Giải mã chéo Biến đổi Fourier số QPSK vi sai Chuỗi điều khiển Đƣờng dây thuê bao số Xử lý tín hiệu số Đa truy xuất phân chia tần số Sửa lỗi hƣớng tới Biến đổi Fourier nhanh Dịch chuyển tần số CP CRC CSMA/CA CW D/A Dc DE DFT DQPSK DS DSL DSP FDMA FEC FFT FH SVTH: Nguyễn Văn Trọng vii Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO FIR GSM ICI IEEE IFFT i.i.d IIR IMTS ISI ISO LHS LOS LSE Finite impulse response Global system for mobile Intercarrier interface Institute of Electrical and Electronic Engineer Inverse fast Fourier transform Independent indentically distributed Infinitive impulse response Improved mobile telephone service Intersymbol interference International Organization for Standardization Left-hand side Line-of-sight Least squares estimate MAI MIMO MIMO-BC MIMOMAC Multiple access interference Multiple-input multiple-output MIMO Broadcast channel MIMO multiple-access channel MIMO-SU MISO ML MLSE MIMO single user Multiple-input single-output Maximum likelihood Maximum likelihood sequence estimation Minimum mean square error MMSE MRC MSI OFDM OSI OSTBC OSUC Maximum Ratio combining Multistream interference Orthogonal frequency division multiplexing Open System Interconnect Orthogonal space-time block code Ordered sucessive cancellation SVTH: Nguyễn Văn Trọng Đáp ứng xung giới hạn Hệ thống di động toàn cầu Nhiễu nội sóng mang Viện kỹ thuật Điện-Điện tử Biến đổi Fourier nhanh ngƣợc Phân phối giống độc lập Đáp ứng xung vô hạn Dịch vụ điện thoại di động cải tiến Nhiễu nội symbol Tổ chức quốc tế tiêu chuẩn Bên tay trái Đƣờng nhìn thẳng Ƣớc đốn bình phƣơng nhỏ Nhiễu đa truy xuất Đa đầu vào, đa đầu Kênh quảng bá MIMO Kênh đa truy xuất MIMO Đơn ngƣời dùng MIMO Đa đầu vào, đầu Ƣớc đốn chuỗi ML Lỗi bình phƣơng giá trị trung bình Kết hợp tỷ số lớn Nhiễu đa luồng Ghép phân chia đa số trực giao Liên kết nối hệ thống mở Mã không-thời gian trực giao Hủy thành công mức viii Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO PAPR Peak-to-average power ratio PDF PEP PER PSK QAM Probability density function Pairwise error probability Packet error rate Phase shift keying Quadrature amplitude modulation RF RHS RMS SC SDMA Radio frequency Right-hand side Root mean square Single carrier Space division multiple access SER SFH SI SIMO SINR SISO SM ST STBC STC STTC TCM TDD Symbol error rate Slow frequency hopping Self interference Single-input multiple-output Signal to interface and noise ratio Single-input single-output Spatial multiplexing Space-time Space-time block code Space-time coding Space-time trelllis code Trellis coded modulation Time division duplexing TDMA UMTS Time division multiplexing Universal mobile telecommunication system Zero mean circularly symmetric complex Gaussian ZMCSCG SVTH: Nguyễn Văn Trọng Đỉnh đến tỉ số cơng suất trung bình Hàm mật độ xác suất Xác suất lỗi cặp Tốc độ lỗi gói Mã hóa dịch pha Điều chế biên độ vị trí góc vng Tần số vơ tuyến Bên tay phải Bình phƣơng giá trị gốc Đơn sóng mang Đa truy xuất phân chia không gian Tốc độ lỗi symbol Đổi tần chậm Tự nhiễu đầu vào đa đầu Tỷ số tín hiệu nhiễu đầu vào, đầu Ghép không gian Không-thời gian Mã khối không gian thời gian Mã hóa khơng gian thời gian Mã lƣới khơng-thời gian Điều chế mã hóa lƣới Song cơng phân chia thời gian Ghép phân chia thời gian Hệ thống thông tin động chung Gauss phức đối xứng xung quang giá trị ix Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO LỜI MỞ ĐẦU Trong tiến trình phát triển xã hội loài ngƣời, đời thông tin di động bƣớc ngoặt lớn thơng tin di động nhanh chóng trở thành ngành công nghiệp viễn thông phát triển, lĩnh vực tiên phong, điều kiện kiên nhƣ hội để quốc gia, dân tộc thu hẹp khoảng cách phát triển, tránh nguy lạc hậu, tăng cƣờng lực cạnh tranh Cho đến nay, thông tin di động trải qua nhiều hệ Thế hệ thứ hệ thông tin di động tƣơng tự sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) Thông tin di động hệ hai sử dụng kỹ thuật số với công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) theo mã (CDMA) Ngày nay, công nghệ thông tin di động 3G đƣợc đƣa vào thƣơng mại hóa, nhƣng nhu cầu chất lƣợng dịch vụ nhƣ tốc độ liệu ngày tăng Do đó, phát triển sau 3G đƣợc tổ chức đặc biệt 3GPP nghiên cứu triển khai Tiêu biểu cho công nghệ thông tin di động sau 3G HSPA Release (HSPA+) LTE Để đáp ứng nhu cầu chất lƣợng dịch vụ tốc độ liệu, công nghệ đƣợc bổ sung thêm nhiều đặc tính tiến bộ, số kỹ thuật đa anten MIMO Những năm gần hệ thống đa anten MIMO trở thành chủ đề thu hút nhiều tổ chức nghiên cứu tồn cầu Hệ thống MIMO có triển vọng hệ thống thông tin di động hệ sau lẽ khơng cho phép đạt đƣợc hiệu sử dụng phổ tần cao mà có tính khả thi phần cứng nhƣ phần mềm tiến công nghệ xử lý tín hiệu số DSP biến đổi tƣơng tự số ADC tốc độ cao Hệ thống MIMO hệ thống điểm – điểm dùng nhiều anten đầu phát (TX) nhiều anten đầu thu (RX) TX gồm nhiều phát khác đƣa tín hiệu anten phát Cũng vậy, RX gồm nhiều thu khác để nhận tín hiệu từ anten Nhƣng thực tế, không đơn có bên đầu phát, bên đầu thu mà bên đầu phát, bên nhiều đầu thu tƣơng ứng với ngƣời dùng sử dụng hệ thống mạng (Multiuser MIMO) Với mục đích tìm hiểu sâu kỹ thuật MIMO ứng dụng thực tiễn nhƣ tìm hiểu kỹ thuật tách sóng thƣờng đƣợc sử dụng hệ thống MIMO Sau mở rộng đề tài tìm hiểu hệ thống MIMO đa ngƣời dùng đánh giá hiệu việc sử dụng anten hệ thống thông tin di động sau 3G, em chọn đề tài: “Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO môi trƣờng suy hao Rayleigh” SVTH: Nguyễn Văn Trọng x Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO CHƢƠNG MÔ PHỎNG KĨ THUẬT XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG MULTI-USER MIMO Trong chƣơng ta thực đánh giá xác suất lỗi bit (BER – Bit Error Ratio) hệ thống Multi – user MIMO thông qua phần mềm mô Matlab 7.9.0 (R2009b) Từ đánh giá cụ thể kĩ thuật xử lý nhiễu hệ thống Để chạy chƣơng trình mơ phỏng, máy phải cài sẵn phần mềm Matlab từ 7.0 trở lên Mở file mo_phong.fig phần GUI sau click vào biểu tƣợng phía trên, chƣơng trình chạy file mo_phong.m Khi xuất cửa sổ giao diện nhƣ hình 3.1 Trong có lựa chọn: Tiếp tục: Chƣơng trình chuyển sang cửa sổ thực thi kĩ thuật xử lý nhiễu Thốt: Thốt khỏi chƣơng trình mô SVTH: Nguyễn Văn Trọng 58 Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO Hình 3.1 Cửa sổ giao diện chạy chương trình Cửa sổ giao diện giới thiệu tên đề tài, sinh viên thực hiện, giảng viên hƣớng dẫn Radio Button Để khỏi chƣơng trình mơ ta click nút Thoát Để tiếp tục ta click Tiếp tục Khi hình xuất cửa sổ sau: SVTH: Nguyễn Văn Trọng 59 Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO Hình 3.2 Cửa sổ giao diện thực xử lý tuyến tính Hình 3.2 cửa sổ giao diện phƣơng pháp tính tốn xác suất lỗi bit (BER) hệ thống MIMO đa ngƣời dùng Có hai phƣơng pháp tách sóng cho kết tính tốn BER dựa vào phổ là: Zero Forcing (ZF), Minimum Mean Square Error (MMSE) Cửa sổ giao diện có nhóm chức khác nhau: Nhóm liệu đầu vào (input) gồm thơng số cần phải nhập sau:  Nhập số phần tử anten phát TX  Nhập số phần tử anten thu RX  Nhập số lƣợng ngƣời dùng User Nhóm lựa chọn kĩ thuật tách sóng:  Block Diagonalization- MMSE (Minimum Mean Square Error)  Block Diagonalization- ZF (Zero Forcing) SVTH: Nguyễn Văn Trọng 60 Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO Nhóm hiển thị:  Đồ thị 2D, trục đứng biểu thị cho xác suất lỗi bit trung bình, trục ngang biểu thị cho tỉ số tín hiệu nhiễu (dB)  Số lƣợng Frames: 1000  Số lƣợng symbols/ frames:  Môi trƣờng truyền: Reyleigh  Phƣơng pháp điều chế : QPSK Nhóm điều khiển:  Nút Tính xác suất lỗi bit (BER): Hiển thị kết mô  Nút Trở lại: Trở lại giao diện  Nút Thốt: Thốt khỏi chƣơng trình mơ Trong chƣơng trình mơ này, thực điều chế QPSK QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) thuật toán điều chế pha, QPSK sử dụng điểm biểu đồ Với pha, QPSK mã hóa bit symbol Mơi trƣờng suy hao môi trƣờng Rayleigh môi trƣờng mà tín hiệu phát phản xạ vật chƣớng ngại khác đƣờng truyền đến máy thu theo đƣờng khác khơng có đƣờng truyền thẳng Trong chƣơng trình ta tiến hành chạy với số lƣợng 1000 frames, frames bao gồm symbols khơng thực q trình mã hóa giải mã 3.1 Phương pháp Block Diagonalization – MMSE SVTH: Nguyễn Văn Trọng 61 Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO Hình 3.3 Kết mô trường hợp TX – RX – User dùng phương pháp Block Diagonalization-MMSE SVTH: Nguyễn Văn Trọng 62 Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO Hình 3.4 Kết mơ trường hợp TX – RX – User dùng phương pháp Block Diagonalization-MMSE SVTH: Nguyễn Văn Trọng 63 Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO Hình 3.5 Kết mơ trường hợp 12 TX – RX – User dùng phương pháp Block Diagonalization-MMSE Hình 3.3, 3.4, 3.5 thể xác suất lỗi bit sử dụng phƣơng pháp tách sóng Block Diagonalization-MMSE trƣờng hợp 4TX-2RX-2User, 6TX-3RX-2User, 12TX-6RX-2User Trong đồ thị trục hồnh thể tỷ số tín hiệu nhiễu đƣợc tính theo dB, trục tung thể số bit lỗi trung bình Dựa vào hình vẽ ta thấy đƣợc SNR tăng BER giảm Điều cho thấy chênh lệch cơng suất tín hiệu cơng suất nhiễu lớn việc tách sóng dễ dàng hơn, sai sót tách sóng giảm xác suất lỗi bit giảm Với kỹ thuật tách sóng số lƣợng anten ảnh hƣởng đến chất lƣợng hệ thống Số anten phát anten thu nhiều với mức SNR BER thấp Số lƣợng anten nhiều khả triệt nhiễu liên user tốt SVTH: Nguyễn Văn Trọng 64 Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO 3.2 Phương pháp Block Diagonalization – ZF Hình 3.6 Kết mơ trường hợp TX – RX – User dùng phương pháp Block Diagonalization-ZF SVTH: Nguyễn Văn Trọng 65 Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO Hình 3.7 Kết mơ trường hợp TX – RX – User dùng phương pháp Block Diagonalization-ZF SVTH: Nguyễn Văn Trọng 66 Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO Hình 3.8 Kết mô trường hợp 12 TX – RX – User dùng phương pháp Block Diagonalization-ZF Hình 3.6, 3.7, 3.8 thể xác suất lỗi bit sử dụng phƣơng pháp tách sóng Block Diagonalization-ZF trƣờng hợp 4TX-2RX-2User, 6TX-3RX-2User, 12TX-6RX-2User Trong đồ thị trục hồnh thể tỷ số tín hiệu nhiễu đƣợc tính theo dB, trục tung thể số bit lỗi trung bình Phƣơng pháp tách sóng Block Diagonalization-ZF khơng có khả khử đƣợc nhiễu nhiệt nên cơng suất tỷ lệ bit lỗi cao sử dụng phƣơng pháp Block Diagonalization-MMSE Tƣơng tự nhƣ phƣơng pháp tách sóng MMSE, ZF tăng số lƣợng anten phát / thu khả triệt nhiễu hệ thống MIMO đa ngƣời dùng cao tỷ số bit lỗi thấp mức SNR SVTH: Nguyễn Văn Trọng 67 Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO 3.3 So sánh phương pháp Block Diagonalization-MMSE Block Diagonalization-ZF Hình 3.9 So sánh phương pháp Block Diagonalization-MMSE Block Diagonalization-ZF trường hợp 4TX – 2RX – 2User SVTH: Nguyễn Văn Trọng 68 Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO Hình 3.10 So sánh phương pháp Block Diagonalization-MMSE Block Diagonalization-ZF trường hợp 6TX – 3RX – 2User SVTH: Nguyễn Văn Trọng 69 Nghiên cứu mơ đánh giá hệ thống multi-user MIMO Hình 3.11 So sánh phương pháp Block Diagonalization-MMSE Block Diagonalization-ZF trường hợp 12TX – 6RX – 2User Kết mô cho thấy phƣơng pháp Block Diagonalization-MMSE cho tỉ lệ lỗi bit thấp phƣơng pháp Block Diagonalization-ZF nên phƣơng pháp Block Diagonalization-MMSE có khả khử nhiễu tốt pbƣơng pháp Block Diagonalization-ZF SVTH: Nguyễn Văn Trọng 70 Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Qua việc nghiên cứu mô đề tài em tìm hiểu đƣợc cấu trúc hệ thống MIMO nhƣ cấu trúc hệ thống MIMO đa ngƣời dùng Bên cạnh đề tài tìm hiểu thêm kĩ thuật phân tích kênh truyền MIMO đa ngƣời dùng thành kênh MIMO đơn ngƣời dùng song song độc lập sử dụng thuật giải thuật BD số thuật tốn tách sóng khử nhiễu máy thu nhƣ MLD, MMSE, ZF Thông qua đề tài ta thấy rõ lợi ích MIMO ứng dụng vào mạng di động sau 3G Phần mơ đề tài thực việc tính toán tỉ lệ lỗi bit thuật toán MMSE ZF dựa kĩ thuật phân tích kênh truyền tuyến tính Kết thu đƣợc từ giản đồ BER ta đánh giá chất lƣợng hệ thống phƣơng pháp, đồng thời đánh giá cụ thể chất lƣợng hệ thống thay đổi số antenna thu, phát số lƣợng user kênh truyền Phần hạn chế đề tài chƣa sử dụng kĩ thuật mã hóa kênh truyền nhƣ kĩ thuật nén liệu chƣơng trình Hƣớng phát triển đề tài nghiên cứu kết hợp hệ thống MIMO đa ngƣời dùng với kĩ thuật khác nhƣ TDMA, CDMA, OFDM , OFDM chủ đạo, đồng thời tìm hiểu ứng dụng MIMO vào mạng di động thực tế Việt Nam SVTH: Nguyễn Văn Trọng 71 Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Brank vucetic, Jinhong Yuan, “ Space – Time Coding for MIMO system”,2003 [2] Yong soon cho, Jaekwon Kim, Won Young Yang, Chung – Gu Kang “MIMO – OFDM Wireless Communications with MATLAB” , 2010 [3] Kai – Kit, Wong “ Single and Multi – user MIMO Antenna system for Wireless Communications” August,2001 [4] http://www.dientuvienthong.net (10/2012) [5] http://wikipedia.org (11/2012) [6] http://vntelecom.org (12/2012) [7] http://www.mathworks.com (12/2012) SVTH: Nguyễn Văn Trọng 72 ... khuynh hƣớng nhiễu Gauss trắng cộng (AWGN) Điều đƣợc minh hoạ hình 1.6 Trong hình phần đỉnh nhọn lõm xuống đƣợc gọi “lề fading” Trong phân loại phân tập theo khơng gian có hai loại phân tập mà cần... Third generation Fourth generation Analog-to-digital Asymmetric digital subscriber line AMPS Advanced Mobile Phone Service AOA AOD AWGN BER BPSK CBPSK CCI CDF CDMA COFDM Angle of arrival Angle... phức đối xứng xung quang giá trị ix Nghiên cứu mô đánh giá hệ thống multi-user MIMO LỜI MỞ ĐẦU Trong tiến trình phát triển xã hội lồi ngƣời, đời thông tin di động bƣớc ngoặt lớn thông tin di