Mô phỏng hệ thống thông tin vô tuyến đa anten

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN ĐA ANTEN Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực Lớp VINH – 2011 i : TS Nguyễn Thị Quỳnh Hoa : Phan Duy Tùng : 47K Điện tử viễn thơng Lời nói đầu Mạng thông tin di động thê hệ thứ (3G) đƣợc đƣa vào thƣơng mại hóa rộng rãi từ vài năm trƣớc Hiện nay, công nghệ di động sau 3G đƣợc tổ chức đặc biệt 3GPP quan tâm nghiên cứu triển khai giới Tại Việt Nam, kiện Viettel Telecom thử nghiệm thành công mạng 4G LTE ngày 12/5/2011, vừa qua với tốc độ lên tới 75Mbps khởi đầu cho chạy đua tiến lên 4G nhà mạng Tuy nhiên, để đáp ứng yêu cầu cao tốc độ chất lƣợng đó, hệ mạng sau 3G phải có cải tiến mặt kỹ thuật so với hệ trƣớc Một kỹ thuật đƣợc quan tâm nghiên cứu, triển khai ứng dụng kỹ thuật đa anten (MIMO-Multiple Input Multiple Output) Kỹ thuật MIMO có triển vọng hệ thống di động hệ sau Bởi lẽ, không cho phép đạt đƣợc hiệu sử dụng phổ tần cao mà cịn có tính khả thi phần cứng phần mềm tiến cơng nghệ xử lý tín hiệu số DSP biến đổi tƣơng tự số tốc ADC độ cao Thực tế nay, MIMO đƣợc áp dụng rộng rãi cho mạng truy nhập gói tốc độ cao (HSPA), 4G LTE, mạng cục không dây (WLAN)… Với mục đích tìm hiểu sâu kỹ thuật MIMO để đánh giá tính ƣu việt so với hệ thống đơn anten (SISO-Single Input Single Output) truyền thống, em chọn đề tài “Mô hệ thống thông tin vô tuyến đa anten” Do nhiều mặt hạn chế, đồng thời trình tìm hiểu, nhìn nhận vấn đề cịn mang tính chủ quan nên đề tài khơng tránh khỏi sai sót Em mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp Thầy bạn để đồ án hoàn thiện Trong trình học tập thực đồ án này, em nhận đƣợc nhiều giúp đỡ từ Thầy Khoa Điện tử Viễn thông - Đại học Vinh, gia đình, bạn bè lớp đặc biệt TS Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Vì vậy, cho phép em đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy cơ, gia đình bạn ii Tóm tắt đồ án Mơ hình truyền thơng nhiều đầu vào nhiều đầu (MIMO) đem lại hiệu suất sử dụng phổ vƣợt xa kỹ thuật truyền dẫn thông thƣờng Dung lƣợng hệ thống MIMO môi trƣờng pha-đinh Rayleigh tăng tuyến tính với số anten Trong năm gần đây, đƣợc tập trung nghiên cứu đề xuất nhƣ hình mẫu cho mơ hình truyền thơng khơng dây hệ môi trƣờng truyền dẫn giàu pha-đinh Đồ án gồm chƣơng tìm hiểu chi tiết hệ thống MIMO Chƣơng trình bày đặc tính kênh truyền vô tuyến nhƣ đặc tính suy hao, tƣợng pha-đinh Chƣơng nêu mơ hình kênh truyền thơng khơng dây Phân tiếp theo, Chƣơng đồ án trình bày kỹ thuật MIMO phổ biến Ở đầu thu, kỹ thuật phân tập thu tách sóng tín hiệu Chƣơng trình bày kỹ thuật phân tập thu kỹ thuật tách sóng tín hiệu Cịn phía phát, kỹ thuật phân tập phát mã hóa khơng gian-thời gian, Chƣơng giới thiệu kỹ thuật phân tập phát kỹ thuật mã hóa khối khơng gian thời gian (STBC) Phần cuối đồ án, Chƣơng tiến hành mô cho hệ thống MIMO phân tập phát không gian-thời gian, phân tập thu kết hợp tỉ lệ cực đại (MRC) kết hợp tách sóng hợp lẽ tối đa (MLD) sử dụng mã STBC Các kết mô thu đƣợc nhằm xác nhận đánh giá định tính dung lƣợng tỉ lệ lỗi bit (BER) hệ thống iii Abstract Multiple-input multiple output (MIMO) communication architecture has spectral efficiencies far beyond those offered by conventional techniques The channel capacity of the MIMO architecture in independent Rayleigh channels scales linearly as the number of antennas In recent years, it has focused to research and apply as a new paradigm for wireless communications in rich multipath environment This thesis consists of three chapters to found out detailly about MIMO system Chapter presented the basic characteristics of radio channel such as attenuation, fading This chapter also describes the models of wireless communication The next section, Chapter presented popular techniques of MIMO that has been used At receiver, it is the received diversity and signal detection techniques This chapter has presented techniques of received diversity and signal detection ones At transmit side, it is the techniques of transmit diversity and space-time coding (STC) Chapter has introduced three techniques of transmit diversity and space time block encoding (STBC) method Chapter was conducted simulations for MIMO that using space time transmit diversity combine STBC and maximum ratio combining (MRC) addition maximum likelihood detector (MLD) at receiver side The simulated results has obtained one again confirm that the capacity of MIMO increase linearly and bit error rate (BER) reduce when number of antenna increase iv Mục lục Trang LỜI NÓI ĐẦU i TÓM TẮT ĐỒ ÁN iii ABSTRACT iv DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC QUY ƢỚC TOÁN HỌC ix THUẬT NGỮ VIẾT TẮT x CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Suy hao 1.3 Tạp âm AWGN 1.3.1 Kênh tạp âm AWGN 1.4 Hiện tƣợng pha-đinh 1.4.1 Kênh truyền pha-đinh chọn lọc tần số pha-đinh phẳng 1.4.2 Kênh truyền biến đổi nhanh, kênh truyền biến đổi chậm 1.4.3 Kênh truyền Rayleigh kênh truyền Rice 10 1.5 Các mơ hình hệ thống thơng tin khơng dây 12 1.5.1 Hệ thống SISO 13 1.5.2 Hệ thống SIMO 13 1.5.3 Hệ thống MISO 14 1.5.4 Hệ thống MIMO 14 1.6 Kết luận 15 CHƢƠNG KỸ THUẬT XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG ĐA ANTEN 16 2.1 Giới thiệu 16 2.2 Mơ hình kênh MIMO 16 2.3 Dung lƣợng kênh truyền MIMO 18 2.3.1 Dung lƣợng kênh truyền cố định 18 2.3.2 Dung lƣợng kênh truyền Rayleigh Pha-đinh 22 2.4 Các phƣơng pháp truyền dẫn kênh truyền MIMO 23 2.5 Kỹ thuật kết hợp đa anten thu 24 2.5.1 Mơ hình tín hiệu 24 v 2.5.2 Kết hợp chọn lọc 25 2.5.3 Kết hợp tỉ lệ tối đa 28 2.5.4 Kết hợp đồng độ lợi 32 2.5.5 Kết hợp phân tập thu tách sóng MLD 34 2.6 Kỹ thuật đa anten phát 38 2.6.1 Phân tập phát tỉ lệ tối đa 38 2.6.2 Phân tập phát giữ chậm 39 2.6.3 Phân tập phát không gian-thời gian 40 2.7 Ghép kênh không gian 47 2.7.1 Bộ tách tín hiệu tuyến tính 48 2.7.2 Các tách tín hiệu phi tuyến 52 2.8 Kết luận 59 CHƢƠNG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐA ANTEN 60 3.1 Lý thuyết mô 60 3.1.1 Vai trị mơ 60 3.1.2 Xây dựng mơ hình mơ 61 3.1.3 Các tham số đánh giá phẩm chất hệ thống 62 3.2 Mô đánh giá phẩm chất BER hệ thống thông tin đa anten 63 3.2.1 Trƣờng hợp Alamouti  63 3.2.2 Trƣờng hợp Alamouti STBC  69 3.3 Mô đánh giá dung lƣợng kênh truyền hệ thống MIMO 71 3.4 Kết luận 73 KẾT LUẬN CHUNG 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 PHỤ LỤC 76 vi C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Danh mục hình vẽ Trang Hình 1.1 Mơ hình kênh AWGN Hình 1.2 Mơ hình truyền sóng đa đƣờng Hình 1.3 Đáp ứng tần số kênh Pha-đinh Hình 1.4 Kênh truyền thay đổi theo thời gian 10 Hình 1.5 Hàm mật độ xác suất Rayleigh Rice 12 Hình 1.6 Phân loại hệ thống thông tin không dây 13 Hình 2.1 Mơ hình kênh MIMO vơ tuyến 16 Hình 2.2 Mơ hình tƣơng đƣơng kênh truyền SISO 18 Hình 2.3 Mơ hình tƣơng đƣơng kênh truyền MISO 19 Hình 2.4 Mơ hình tƣơng đƣơng kênh truyền SIMO 19 Hình 2.5 Phƣơng pháp kết hợp chọn lọc 25 Hình 2.6 Phân phối xác suất SNR cho phƣơng pháp SC 27 Hình 2.7 Độ lợi phân tập phƣơng pháp kết hợp phân tập 28 Hình 2.8 Phƣơng pháp kết hợp tỉ lệ tối đa 29 Hình 2.9 Phân phối xác suất SNR MRC 32 Hình 2.10 Sơ đồ máy thu nhánh MRC tách tín hiệu tối ƣu 34 Hình 2.11 Phẩm chất BER MRC với M nhánh phân tập, đ/chế BPSK 38 Hình 2.12 Sơ đồ MRT N nhánh phân tập có đƣờng phản hồi 39 Hình 2.13 Sơ đồ cấu hình N nhánh phân tập phát giữ chậm 40 Hình 2.14 Mơ hình phân tập không gian-thời gian 41 Hình 2.15 Sơ đồ máy phát mã STBC Alamouti 2x1 41 Hình 2.16 Sơ đồ Alamouti với anten phát anten thu 45 Hình 2.17 Phƣơng pháp phân kênh theo không gian 48 Hình 2.18 Phân loại tách tín hiệu MIMO-SDM 48 Hình 2.19 Sơ đồ tách tín hiệu tuyến tính cho MIMO-SDM 48 Hình 2.20 Phẩm chất BER tách tín hiệu cho MIMO SDM  56 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn vii C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 3.1 Lƣợc độ xây dựng mơ hình mơ 61 Hình 3.2 Mối quan hệ sai số, độ phức tạp thời gian mô 62 Hình 3.3 Mơ hình mơ Monte-Carlo cho hệ thống MIMO kênh truyền pha-đinh Rayleigh 63 Hình 3.4 BER lý thuyết mơ SIMO STBC 1 điều chế BPSK 67 Hình 3.5 Phẩm chất BER MRC 1x2, SISO, MISO 2x1 68 Hình 3.6 So sánh phẩm chất BER MIMO 2x2 với MIMO 2x1 SISO 70 Hình 3.7 Dung lƣợng kênh truyền hệ thống MIMO 72 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn viii C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Danh mục bảng biểu Trang Bảng 2.1 Quy luật mã hóa khơng gian-thời gian Alamouti 42 Bảng 2.2 Thuật tốn tách tín hiệu QR 54 Bảng 2.3 Thuật toán tách tín hiệu V-BLAST 55 Bảng 3.1 Bảng so sánh BER lý thuyết mô Alamouti 63 Bảng 3.2 Giá trị BER phƣơng pháp SISO, MRC 2x1 69 Bảng 3.3 Bảng so sánh giá trị BER SISO, Alamouti, MIMO 2x2 70 Bảng 3.4 Giá trị dung lƣợng kênh truyền hệ thống MIMO 72 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn ix C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Danh mục quy ước toán học Qui ước Ý nghĩa A :, j  Ma trận tạo thành từ cột thứ j ma trận A A  i,: Ma trận tạo thành từ hàng thứ i ma trận A det(A) Định thức ma trận A  Liên hợp phức  Ma trận chuyển vị * T  Toán tử chuyển vị Hermitan H Giá trị tuyệt đối 2-Norm ( ) Ex  f ( x) Kỳ vọng x f  x  Pr  a  Xác suất a Pr  a | b  Xác suất a với điều kiện b Pr  a    Xác suất a    f  x   Giá trị nhỏ f(x) với x  C max  f  x   Giá trị lớn f(x) với x  C p x Hàm mật độ xác suất x  x  Góc pha x x Độ lệch chuẩn x x Giá trị trung bình x x Giá trị ƣớc lƣợng x arg(x) Giá trị trung bình x xC xC Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn x C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Nhìn vào kết đồ thị số liệu thu đƣợc nhƣ Bảng 3.1 ta rút kết luận sau: - Kết mô kết lý thuyết tiệm cận khoảng Eb/No từ 0dB-22dB - Khi Eb/No > 22dB kết mơ có khác biệt so với kết tính tốn lý thuyết phƣơng pháp giải tích Để đánh giá hiệu phƣơng pháp Alamouti STBC so với phƣơng pháp khác sử dụng số anten nhƣng khơng mã hóa STBC, ta so sánh phẩm chất BER truyền dẫn MIMO STBC Alamouti với MRC 1 Chƣơng trình mơ AlmoutiBPSK.m nhƣ Phụ lục Hình 3.5 Phẩm chất BER MRC 1x2, SISO, MISO 2x1 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 68 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Bảng 3.2 Giá trị BER phƣơng pháp SISO, MRC 2x1 Hệ thống SNR (dB) BER=10-1 BER=10-2 BER=10-3 BER=10-4 BER=10-5 SISO 2.5 14 24 34 44 MISO 2x1 0.5 8.5 14 19.6 25.2 MRC 1x2 -2.5 5.5 11 16.3 21.3 Dựa vào kết mô nhƣ Hình vẽ 3.8 Bảng 3.2, ta rút kết luận: - Cùng mức lƣợng tín hiệu Eb (năng lƣợng phát anten Eb/N), BER phƣơng pháp Alamouti giảm (performance tăng) số lƣợng anten tăng Độ lợi có đƣợc độ lợi phân tập không gian-thời gian STBC Hiểu cách đơn giản, yêu cầu sai số truyền, STBC (MIMO) địi hỏi lƣợng dùng SISO truyền thống (hoặc với mức lƣợng tín hiệu, yêu cầu sai số truyền, STBC cho phép tốc độ liệu cao SISO truyền thống) Hệ rút là, tác động pha-đinh nhanh kênh truyền đƣợc cải thiện đáng kể với phƣơng pháp Alamouti Với kênh truyền pha-đinh chậm, sau tổng hợp tín hiệu MIMO khơng gian-thời gian, kênh truyền tƣơng đƣơng kênh truyền khơng fading AWGN - So với MRC SNR MISO 2x1 3dB so với MRC 1x2 3.2.2 Trường hợp Alamouti STBC  Luật tách sóng hợp lẽ tối ƣu cho s1 s2 thu đƣợc (2.103) đƣợc viết lại dƣới dạng sau:   arg  h   s1  arg  s ,s C s2 2 2 s1 , s C   1 s  h1  h1  h1  h1  s1  d s1 , s1  h1  h1  h1 2 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 69 2 d  s , s  2 (3.13) C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Xây dựng mô hình mơ nhƣ Hình vẽ 3.3, tƣơng tự nhƣ trƣờng hợp Almouti 2x1 ta xây dựng chƣơng trình mơ phẩm chất BER cho hệ thống MIMO STBC 2x2 so sánh với SISO, MISO 2x1 nhƣ MIMOSTBC2x2BPSK.m Phụ lục Kết thu đƣợc nhƣ Hình 3.16 Bảng 3.3 Hình 3.6 So sánh phẩm chất BER MIMO 2x2 với MIMO 2x1 SISO Bảng 3.3 Bảng so sánh giá trị BER SISO, Alamouti, MIMO 2x2 Hệ thống Eb/No BER=10-1 BER=10-2 BER=10-3 BER=10-4 BER=10-5 SISO 1x1 2.5 14 24 34 44 MISO 2x1 0.7 8.5 14.1 19.3 24.3 MIMO 2x2 -3.2 3.2 7.1 10.1 12.9 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 70 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Dựa vào kết nhƣ Hình 3.6 Bảng 3.3, ta có kết luận : - Phẩm chất BER hệ thống tốt lên số anten thu phát tăng Sự tăng tỉ lệ thuận với số anten phía thu phát - Khi giá trị Eb/No nhỏ tỉ số BER phƣơng pháp hội tụ giá trị Trong mức độ xác đó, lấy giá trị Eb/N0 = -10dB làm giá trị hội tụ BER MIMO với cấu hình anten phát thu khác Điều có nghĩa là, giá trị Eb/N0 nhỏ, việc tăng số anten thu phát khơng cịn ý nghĩa cải thiện phẩm chất BER Nhƣ kết mô phỏng, thu đƣợc điểm hội tụ dƣới BER Tuy nhiên, tăng số anten thu phát, việc đảm bảo tính trực giao tín hiệu thu khó khăn (bộ mã khơng gian-thời gian thiết kế phức tạp), dẫn tới ảnh hƣởng nhiễu tín hiệu thu với nhau, làm giảm phẩm chất BER Lúc tăng số anten đạt đƣợc hiệu phẩm chất BER đến lúc khơng cịn cải thiện đƣợc Tuy nhiên chƣa thể tìm hiểu đƣợc điểm hội tụ BER Điều hƣớng để phát triển đề tài này, mà phạm vi thời gian làm đồ án nhƣ khả thân chƣa cho phép 3.3 Mô đánh giá dung lượng kênh truyền hệ thống MIMO Nhƣ đánh giá phân tích dung lƣợng kênh MIMO Chƣơng 2, qua kết phân tích phƣơng pháp đại số dung lƣợng kênh truyền tăng số anten thu phát tăng Mô nhằm so sánh dung lƣợng kênh truyền hệ thống MIMO 2x2, 3x3, 4x4 Từ minh họa cho đánh giá dung lƣợng kênh truyền hệ thống MIMO đƣợc nêu Chƣơng đồ án Chƣơng trình mơ nhƣ Phụ lục đƣợc xây dựng dựa cơng thức đƣợc tính tốn phƣơng pháp đại số Shannon dung lƣợng kênh truyền cuả kênh SISO lý tƣởng, tính tốn dung lƣợng kênh MIMO với công thức tổng quát nhƣ Công thức (2.24) Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 71 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Kết mô so sánh dung lƣợng kênh truyền hệ thống MIMO nói sử dụng Matlab thu đƣợc nhƣ Hình vẽ 3.7 Bảng 3.4 Hình 3.7 Dung lƣợng kênh truyền hệ thống MIMO Bảng 3.4 Giá trị dung lƣợng kênh truyền hệ thống MIMO Dung lƣợng (bit/s/Hz) SNR (dB) 20 60 80 100 120 140 160 180 200 1.9 13 20 26.5 33 40 46.5 53 60 66 MIMO 2x2 25 38 51.2 65 78 91 104 118 131 MIMO3x3 2.1 37 57 77 97 117 137 157 176.5 196.5 MIMO 4x4 2.2 50 76 102 129 156 182 209 SISO 235 262 Dựa vào kết thu đƣợc, ta có kết luận: - Hiệu suất sử dụng kênh truyền (tính bit/s/Hz) giá trị SNR định tăng gần nhƣ tuyến tính với số anten thu phát (các đƣờng dung Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 72 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an lƣợng Hình vẽ 3.7 gần nhƣ đƣờng thẳng Điều có nghĩa việc tăng số anten thu phát làm tăng đáng kể dung lƣợng kênh truyền Điều thích hợp với hệ thống truyền thông tốc độ cao - Cũng giống nhƣ trƣờng hơp MIMO 2x2, SNR < 2dB dung lƣợng kênh truyền SISO kênh truyền MIMO gần nhƣ hội tụ giá trị Trong mức độ xác định xem SNR = 2dB điểm hội tụ dƣới dung lƣợng kênh giá trị dung lƣợng kênh hội tụ (bit/s/Hz) (nhƣ Bảng 3.4) Điều có nghĩa SNR thấp, việc tăng số anten thu phát khơng có ý nghĩa việc nâng cao dung lƣợng hiệu suất sử dụng kênh truyền 3.4 Kết luận Chƣơng mô đánh giá phẩm chất BER hệ thống MISO STBC 2x1 Alamouti để xuất MIMO STBC 2x2 Qua kết thu đƣợc nhận thấy mức tỉ lệ Eb/N0, phƣơng pháp MIMO STBC 2x2 có BER nhỏ so với MISO STBC 2x1 SISO Cũng kết này, ta thấy phƣơng pháp MRC cho BER lớn 3dB so với MIMO STBC có số anten Ngoài ra, Chƣơng tiến hành mô dung lƣợng hệ thống SISO, MIMO 2x2, MIMO 3x3, MIMO 4x4 Kết thu đƣợc chứng tỏ dung lƣợng hệ thống tăng tuyến tính với số anten Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 73 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Kết luận kiến nghị Kết luận a Những nội dung đƣợc giải đồ án - Trình bày đặc điểm kênh thơng tin vơ tuyến - Nghiên cứu, tìm hiểu phƣơng pháp phân tập thu phát khơng gianthời gian Trình bày cụ thể mơ hình nét dung lƣợng hệ thống thông tin đa anten Đồ án phân tích cụ thể phƣơng pháp mã hóa khơng gian thời gian sử dụng mã khối – STBC - Mô hệ thống thông tin MIMO STBC hệ thống Alamouti, hệ thống đa anten gồm anten phát anten thu Kết mô đánh giá phẩm chất BER lẫn dung lƣợng hệ thống b Những hạn chế đồ án - Mới dừng lại kĩ thuật mã khối không gian-thời gian mà chƣa đề cập đến kỹ thuật phức tạp mã lƣới không gian thời gian (STTCSpace Time Trellis Code) - Kết mô đánh giá chƣa đầy đủ đặc điểm phẩm chất dung lƣợng kênh MIMO STBC Kiến nghị - Nghiên cứu kỹ thuật thu phát để xây dựng cấu trúc thu, phát mã hóa tối ƣu cấu trúc sử dụng MRC kết hợp MLD, mã hóa STBC - Xây dựng chƣơng trình mơ đánh giá cách toàn diện hệ thống MIMO STBC điều chế mức cao (QPSK, QAM ), cấu hình nhiều anten thu phát để từ tìm giới hạn cho hệ thống Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 74 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tài liệu tham khảo [1] Trần Xuân Nam, Mô hệ thống thông tin vô tuyến sử dụng MATLAB, Đại học kỹ thuật Lê Quý Đôn, 2008 [2] B.Sklar, Digital Communications Fundamentals and Applications, Prentice Hall, 1988 [3] J.K.Cavers, Mobile Channel Chracteristics, Kluwer Academic Pulishers, 2000 [4] S.M Alamouti, A simple transmit diversity technique for Wireless communications IEEE journal on selected areas in communications, no.16, pp.1451-1458, 1998 [5] M Schwartz, W.R Bennet, S.Stein, Communication systems and techniques, McGraw-Hill, Inc, 1996 [6] W C Jakes, Microwave mobil communication IEEE Press, 1974 [7] S.M Alamouti, A simple transmit diversity technique for Wireless communications, IEEE journal on selected areas in communications, 1998 [8] Masoud Elzinati, Space-time Block Code for Wireless Communications Thesis for the Degree of Doctor of Philosophy, 2008 [9] V Tarokh, H Jafarkhani, A R Calderbank, Space-Time block codes from orthogonal design, IEEE Transactions on information theory, vol 45, 1999 [10] Yong Soo Cho, Jeakwon Kim, Won Young Jang, Chung G.Kang, MIMO-OFDM Wireless Communications with Malab, John Wiley & Sons (Asia) Pte Ltd, 2010 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 75 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Phụ lục Phụ lục ►Matlab Program 3.1 TheovsSim.m Clear all Close all clc N = input('Nhap so bit can mo phong: N = '); Eb_N0_dB = [-10:45]; for ii = 1:length(Eb_N0_dB) % Transmitter ip = rand(1,N)>0.5; % Tao nguon bit s = 2*ip-1; % BPSK modulation -> -1; -> % Alamouti STBC sCode = zeros(2,N); sCode(:,1:2:end)=(1/sqrt(2))*reshape(s,2,N/2); sCode(:,2:2:end)=(1/sqrt(2))*(kron(ones(1,N/2),[1;1]).*flipud(reshape(conj(s),2,N/2))); % Rayleigh channel h = 1/sqrt(2)*(randn(1,N) + 1i*randn(1,N)); % lap lai kenh cho symbol hMod = kron(reshape(h,2,N/2),ones(1,2)); % white gaussian noise n = 1/sqrt(2)*(randn(1,N) + 1i*randn(1,N)); % Tin hieu cong nhieu tren kenh y = sum(hMod.*sCode,1) + 10^(-Eb_N0_dB(ii)/20)*n; % Receiver yMod = kron(reshape(y,4,N/4),ones(1,2)); yMod(2,:) = conj(yMod(2,:)); % Ma tran truyen hEq = zeros(2,N); hEq(:,1:2:end) = reshape(h,2,N/2); % [h1 ; h2 ] hEq(:,2:2:end) = kron(ones(1,N/2),[1;1]).*flipud(reshape(h,2,N/2)); % [h1 h2 ; h2 -h1 ] hEq(1,:) = conj(hEq(1,:)); % [h1* h2* ; h2 -h1 ] hEqPower = sum(hEq.*conj(hEq),1); Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 76 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an yHat = sum(hEq.*yMod,1)./hEqPower; % [h1*y1 + h2y2*, h2*y1 -h1y2*, ] yHat(2:2:end) = conj(yHat(2:2:end)); % receiver - Giai ma quyet dinh ipHat = real(yHat)>0; % Dem so loi nErr(ii) = size(find(ip- ipHat),2); end % BER mo phong simBer = nErr/N; % BER ly thuyet pAlamouti = 1/2 - 1/2*(1+2./EbN0Lin).^(-1/2); theoryBerAlamouti2x1 = pAlamouti.^2.*(1+2*(1-pAlamouti)); close all % Ve thi figure semilogy(Eb_N0_dB,theoryBerSISO,'bp-','LineWidth',2); hold on semilogy(Eb_N0_dB,theoryBerMRC2x1,'kd-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,theoryBerAlamouti2x1,'c+-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,simBer,'mo-','LineWidth',2); axis([-10 45 10^-5 0.5]) grid on legend('Ly thuyet', 'Mo phong'); xlabel('Eb/No, dB'); ylabel('BER'); title('Ly thuyet vs Mo phong'); Phụ lục ►Matlab Program 3.2 AlmoutiBPSK.m Clear all Close all clc N = input('Nhap so bit can mo phong: N = '); Eb_N0_dB = [-10:45]; for ii = 1:length(Eb_N0_dB) Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 77 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an % Transmitter ip = rand(1,N)>0.5; % Tao nguon bit s = 2*ip-1; % BPSK modulation -> -1; -> % Alamouti STBC sCode = zeros(2,N); sCode(:,1:2:end)=(1/sqrt(2))*reshape(s,2,N/2); sCode(:,2:2:end)=(1/sqrt(2))*(kron(ones(1,N/2),[1;1]).*flipud(reshape(conj(s),2,N/2))); % Rayleigh channel h = 1/sqrt(2)*(randn(1,N) + 1i*randn(1,N)); % lap lai kenh cho symbol hMod = kron(reshape(h,2,N/2),ones(1,2)); % white gaussian noise n = 1/sqrt(2)*(randn(1,N) + 1i*randn(1,N)); % Tin hieu cong nhieu tren kenh y = sum(hMod.*sCode,1) + 10^(-Eb_N0_dB(ii)/20)*n; % Receiver yMod = kron(reshape(y,4,N/4),ones(1,2)); yMod(2,:) = conj(yMod(2,:)); % Ma tran truyen hEq = zeros(2,N); hEq(:,1:2:end) = reshape(h,2,N/2); % [h1 ; h2 ] hEq(:,2:2:end) = kron(ones(1,N/2),[1;1]).*flipud(reshape(h,2,N/2)); % [h1 h2 ; h2 -h1 ] hEq(1,:) = conj(hEq(1,:)); % [h1* h2* ; h2 -h1 ] hEqPower = sum(hEq.*conj(hEq),1); yHat = sum(hEq.*yMod,1)./hEqPower; % [h1*y1 + h2y2*, h2*y1 -h1y2*, ] yHat(2:2:end) = conj(yHat(2:2:end)); % receiver - Giai ma quyet dinh ipHat = real(yHat)>0; % Dem so loi nErr(ii) = size(find(ip- ipHat),2); end % BER mo phong simBer = nErr/N; Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 78 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an % BER Almouti 2x1 ly thuyet pAlamouti = 1/2 - 1/2*(1+2./EbN0Lin).^(-1/2); theoryBerAlamouti2x1 = pAlamouti.^2.*(1+2*(1-pAlamouti)); close all % Ve thi figure semilogy(Eb_N0_dB,theoryBerAlamouti2x1,'c+-','LineWidth',2); hold on semilogy(Eb_N0_dB,simBer,'mo-','LineWidth',2); axis([-10 45 10^-5 0.5]) grid on legend('Theory SISO', 'TheoryMRC 2x1', 'TheoryAlamouti2x1', 'Simulation Alamouti2x1'); xlabel('Eb/No, dB'); ylabel('BER'); title('BER he thong Almouti 2x1 d/che BPSK kenh Rayleigh'); Phụ lục ►Matlab Program 3.3 MIMOSTBC2x2BPSK.m clear all close all clc N = input(‘Nhap so bit can mo phong: N = ‘); Eb_N0_dB = [-10:45]; nRx = 2; for ii = 1:length(Eb_N0_dB) % Transmitter ip = rand(1,N)>0.5; % tao nguon bit s = 2*ip-1; % BPSK modulation -> -1; -> % Alamouti STBC sCode = 1/sqrt(2)*kron(reshape(s,2,N/2),ones(1,2)) ; % Ken truyen h = 1/sqrt(2)*[randn(nRx,N) + j*randn(nRx,N)]; % Rayleigh n = 1/sqrt(2)*[randn(nRx,N) + j*randn(nRx,N)]; % AWGN y = zeros(nRx,N); yMod = zeros(nRx*2,N); hMod = zeros(nRx*2,N); for kk = 1:nRx hMod = kron(reshape(h(kk,:),2,N/2),ones(1,2)); Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 79 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an hMod = kron(reshape(h(kk,:),2,N/2),ones(1,2)); temp = hMod; hMod(1,[2:2:end]) = conj(temp(2,[2:2:end])); hMod(2,[2:2:end]) = -conj(temp(1,[2:2:end])); % Kenh cong nhieu y(kk,:) = sum(hMod.*sCode,1)+10^(-Eb_N0_dB(ii)/20)*n(kk,:); % Receiver yMod([2*kk-1:2*kk],:)=kron(reshape(y(kk,:),2,N/2),ones(1,2)); % forming the equalization matrix hEq([2*kk-1:2*kk],:) = hMod; hEq(2*kk-1,[1:2:end]) = conj(hEq(2*kk-1,[1:2:end])); hEq(2*kk, [2:2:end]) = conj(hEq(2*kk, [2:2:end])); end % equalization hEqPower = sum(hEq.*conj(hEq),1); yHat = sum(hEq.*yMod,1)./hEqPower; yHat(2:2:end) = conj(yHat(2:2:end)); % Giai ma quyet dinh (cung) ipHat = real(yHat)>0; % Dem so loi nErr(ii) = size(find([ip- ipHat]),2); end simBer = nErr/N; % simulated BER EbN0Lin = 10.^(Eb_N0_dB/10); theoryBerSISO = 0.5.*(1-1*(1+1./EbN0Lin).^(-0.5)); pAlamouti = 1/2 - 1/2*(1+2./EbN0Lin).^(-1/2); theoryBerAlamouti2x1 = pAlamouti.^2.*(1+2*(1-pAlamouti)); close all figure semilogy(Eb_N0_dB,theoryBerSISO,'bp-','LineWidth',2); hold on semilogy(Eb_N0_dB,theoryBerAlamouti2x1,'c+-','LineWidth',2); semilogy(Eb_N0_dB,simBer,'mo-','LineWidth',2); axis([-10 45 10^-5 0.5]) grid on legend('Ly thuyet SISO','Ly thuyet MISO 2x1,Simulation MIMO 2x2)'); xlabel('Eb/No, dB'); ylabel('Bit Error Rate'); Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 80 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an title('Mo phong BER MIMOSTBC 2x2 d/che BPSK kenh Rayleigh'); Phụ lục ►Matlab Program 3.4 Cap_MIMO.m clear all close all clc % Shannon capacity snr = 0; for i = 1:100 snr = snr +2; c = (log(1+10^(snr/10)))/log(2); x(i) = snr; y(i) = c; end figure plot(x,y,'-','LineWidth',1.5 hold on % Capacity of MIMO 2x2 NR = 2; rand('state',456321) snr = 0; for i = 1:100; snr = snr+2; for j = 1:10000; c(j)=(NR*log(1+(10^(snr/10))*abs(normrnd(0,1)))/log(2)); end yy(i)= mean(c); xx(i) = snr; end plot(xx,yy,':','LineWidth',1.5) % Capacity of MIMO 3x3 NR = 3; rand('state',456321) snr = 0; for i = 1:100; snr = snr+2; for j = 1:10000; c(j)=(NR*log(1+(10^(snr/10))*abs(normrnd(0,1)))/log(2)); end yy(i) = mean(c); xx(i) = snr; end plot(xx,yy,'-.','LineWidth',1.5) Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 81 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn