Nghiên ứu á kỹ thuật ấp phát kênh mimo ofdma

Nghiên cứu kỹ thuật cấp phát kênh MIMO-OFDMA Nguyễn Thị Hòa_KTTT2 MỤC LỤC MC LC L5 DANH MC CÁC T VIT TT DANH MC CÁC HÌNH V DANH MC CÁC BNG BIU 11 PHN M U .12 Lý ch tài 12 Mu 13 ng phm vi nghiên cu 13 u 13 Cu trúc ca lu .14 M CA KÊNH VÔ TUYN 15 1.1 Phân loi h thng SISO, SIMO, MISO, MIMO 15 1.1.1 H thng SISO ( Single Input Single Output) 15 1.1.2 H thng SIMO ( Single Input Multiple Output) 15 1.1.3 H thng MISO ( Multiple Input Single Output) 16 1.1.4 H thng MIMO ( Multiple Input Multiple Output) 16 m ca kênh vô tuyn Rice, Rayleigh 17 m ca kênh vô tuyn Rice 17 m ca kênh vô tuyn Rayleigh 18 ng ca kênh vô tuyn SISO, SIMO, MISO, MIMO .21 ng ca kênh SISO 21 170809406443125300fc3-797e-43d2-8450-5e23aaec4360 1708094064431c49886f6-8062-4091-af5e-901d815a5f4f 170809406443059212777-db93-431c-851f-7ef901d7392d Nghiên cứu kỹ thuật cấp phát kênh MIMO-OFDMA Nguyễn Thị Hòa_KTTT2 ng h th 21 ng h thng MIMO 22  THNG MIMO  OFDMA 28 2.1 H thng OFDM 28 2.1.1 K thut OFDM 28  khi h thng OFDM 29 2.1.2.1 B chuyi ni tip/song song 30 2.1.2.2 Mã hóa kênh h thng OFDM (Coding) 31 2.1.2.3 Sp xp (Mapping) 31 2.1.3 Tin t lp CP (Cyclic Prefix) .31 u ch RF 32 ng b 32 ng b ký t .32 ng b tn s sóng mang .34 ng b tn s ly mu 35 m ca h thng OFDM 35 m 35 m 36 2.2 H thng OFDMA .36 2.2.1 Gii thiu chung v h thng OFDMA 36 2.2.2 Mơ hình h thng OFDMA 39 m ca h thng OFDMA 40 m ca h thng OFDMA 41 2.3 H thng MIMO 42 Nghiên cứu kỹ thuật cấp phát kênh MIMO-OFDMA Nguyễn Thị Hòa_KTTT2 2.3.1 Gii thiu chung v h thng MIMO 42 2.3.2 Mơ hình h thng MIMO 43 2.3.3 K thut phân tp 45  li h thng MIMO 46  li Beamforming 46  li ghép kênh không gian 46  li phân tp không gian 47 2.4 H thng MIMO-OFDMA .47 2.4.1 Gii thiu chung 47 2.4.2 Mơ hình h thng 48 2.4.3 H thng MIMO-OFDM V-BLAST .50 m ca h thng MIMO-OFDM 54  THUT CP PHÁT KÊNH MIMO-OFDMA 55 3.1 Gii thiu 55 ng cho mng s dng k thu nhp OFDMA 55 3.2.1 Gii thiu chung 55 3.2.2 Mơ hình h thng 56 3.2.3 Thut toán la chn kênh truyn h thng OFDMA 58 3.2.4 Kt qu mô phng 61 p ng cho h thng MIMO-OFDMA 62 3.3.1 Gii thiu chung 62 3.3.2 Mơ hình h thng 64 3.3.3 Thut toán cng cho h thng MIMO-OFDMA 67 Nghiên cứu kỹ thuật cấp phát kênh MIMO-OFDMA Nguyễn Thị Hòa_KTTT2 3.3.4 Các kt qu 68 XÂY DNG TRUYN THÔNG TIN S DNG K THUT OFDMA 71 KT LUN .75 PHC LNG 76 TÀI LIU THAM KHO .87 Nghiên cứu kỹ thuật cấp phát kênh MIMO-OFDMA Nguyễn Thị Hòa_KTTT2 LỜI CAM ĐOAN c ht, xin gi li cn thy cô vin t - Vii Hc Bách Khoa Hà No mng tt  hc tp nghiên cu i li cy cô Vin i Hi Hc Bách Khoa Hà Nu kin cho hu kin hc tp nghiên cu Tôi xin chân thành cy giáo TS Nguyn Qun tình ch bng dn sa cha cho ni dung ca lu i dung luu nghiên cu cn trích dn tài liu tham kho lu kin thc mà tơi nghiên cu tìm hic ca riêng Tt c c thc hin cn thn có s ng cng dn Tơi xin chu trách nhim vi nhng ni dung có lu Hà Ni, ngày 25 tháng 09  Tác gi lu Nguyn Th Hòa Nghiên cứu kỹ thuật cấp phát kênh MIMO-OFDMA Nguyễn Thị Hòa_KTTT2 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt 1G Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt Generation wireless H thng truyn thông không dây th communication system h th nht Generation wireless H thng truyn thông không dây th communication system h th hai Generation wireless H thng truyn thông không dây th communication system h th ba Generation wireless H thng truyn thông không dây th communication system h th  AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiu trng cng BER Bit Error Rate Tc  li bit BPSK Binary Phase Shift Keying u ch pha nh phân BS Base Station Tr CDMA Code Division Multiple Access p phân chia theo mã CP Cyclic Prefix Tin t lp CSI Channel State Information Thông tin trng thái kênh D/A Digital/Analog u ch s FDD Frequency Division Duplex Ghép song công theo tn s FEC Foward Error Correcting Mã hóa sc FFT Fast Fourier Transform Bii Fourier nhanh GI Guard Interval Chui bo v GSM Global System for Mobile H thng toàn cu 2G 3G 4G Communications HPA High Power Amplifier B khui công sut ln I In-Phase ng pha ICI Inter Carrier Interference Nhiu xuyên kênh IFFT Inverse Fast Fourier Transform Bic Nghiên cứu kỹ thuật cấp phát kênh MIMO-OFDMA Nguyễn Thị Hòa_KTTT2 ISI Inter Symbol Interference Nhiu xuyên ký t LOS Line of sight ng truyn trc tip (thng) LPF Low Pass Filter B lc thông thp MAI Multiple Access Interference Nhip MC- Multi Carrier Code Division p kt hp nguyên lý CDMA Multiple Access CDMA OFDM MIMO Multiple Input Multiple Output H thng nhiu anten phát nhiu anten thu MISO Multiple Input Single Output H thng nhiu anten phát mt anten thu ML Maximum Likehood B gii mã theo kh i MMSE Minimum Mean Square Error Cân bng sai s  bình ti thiu MRRC Maximal Ratio Receiver Kt hp theo t l ln nht Combining MS Mobile Station Trm thuê bao NLOS None Line of Sight ng truyn không trc tip (không ng thng) OFDM PARR Orthogonal Frequency Division K thut ghép kênh phân chia theo Multiplexing tn s trc giao Peak to Average Power Ratio T s cơng sunh cơng sut trung bình P/S Parallel/Serial B chuyi song song/ni tip Q Quardrature Vuông pha QAM Quardrature Amplitude Modulation u ch  c góc) QPSK Quardrature Phase Shift u ch pha cu ch Keying pha vuông góc) Nghiên cứu kỹ thuật cấp phát kênh MIMO-OFDMA SIMO Single Input Multiple Output Nguyễn Thị Hòa_KTTT2 H thng mt anten phát nhiu anten thu SISO Single Input Single Output H thng mt anten phát mt anten thu SNR Signal to noise ratio T s tín hiu nhiu STBC Space Time Block Code Mã hóa khi khơng gian thi gian STD Space Time Decoder B gii mã không gian thi gian STE Space Time Encoder B mã hóa khơng gian thi gian STTC Space Time Trellis Code Mã hóa Trellis khơng gian thi gian TDD Time Division Duplex Ghép song công theo thi gian TDMA Time Division Multipe Access p phân chia theo thi gian V-BLAST Vertical- Bell Laboratories Cu trúc không gian thi gian theo Layered Space-Time lp thng VCO Voltage Controlled Oscillator B u khin bn áp WF Water Filling Thu c ZF Zero Forcing Gii thut ép v không Nghiên cứu kỹ thuật cấp phát kênh MIMO-OFDMA Nguyễn Thị Hòa_KTTT2 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: H thng nhiu anten thu phát 16 Hình 1.2: Phân b xác sut Rice vi giá tr K khác 18 Hình 1.3: Phân b Rayleigh 19  th hàm m phân b xác sut Rice Rayleigh 20 ng kênh Rice Rayleigh 20 ng hp có khơng áp dng thu ng hp   22 ng h thng MIMO 24 Hình 1.8: Hàm m phân b giá tr k d (i ) ca ma trn kênh MIMO 25 i ρ =ρ1 =ρ2 27 Hình 2.1: Cu trúc OFDM min tn s 28 Hình 2.2: Cu trúc kênh OFDM 29  khi h thng OFDM 30 Hình 2.4: Thêm khong bo v vào tín hiu OFDM 32 Hình 2.5: ng ca li tn s n h thng: suy gi tín hiu b ng nhiu ICI 34 Hình 2.6: Ví d ca bi s thi gian OFDMA TDMA 38 Hình 2.7: Ví d ca bi s thi gian vi dùng nhy tu có mc nhy vi khe thi gian 39 Hình 2.8: H thng OFDMA 40 Hình 2.9: Phân b tp sóng mang ti MSs 40 i s dng mt sóng mang ca OFDMA 41 Hình 2.11: PAPR ca h thng OFDMA 42 Nghiên cứu kỹ thuật cấp phát kênh MIMO-OFDMA Nguyễn Thị Hòa_KTTT2  khi h thng MIMO 43 Hình 2.13: K thut Beamforming 46  truyn 47 Hình 2.15: Phân tp không gian giúp ci thin SNR 47 Hình 2.16: Mơ hình h thng MIMO-OFDM 49 Hình 2.17: Ma trn kênh truyn 50 Hình 2.18: Máy phát MIMO-OFDM V-BLAST 50 Hình 2.19: ZF/MMSE Decoder 53 Hình 2.20: Máy thu MIMO-OFDM V-BLAST 53  THUT CP PHÁT KÊNH MIMO-OFDMA 55 Hình 3.1: Phân b tp sóng mang ti MSs 57 Hình 3.2: Cu trúc khung MAC 57 ng hp s i dùng khác 61 Hình 3.4: H thng OFDMA lý thuyt vi dùng khác 62 Hình 3.5: H thng MIMO-OFDMA 65 Hình 3.6: Sóng mang cp phát cho MS 66  thut toán DCA 67  69 ng hp s i s dng khác 69 i s dng 50 ký t m khon H thc xét vi tn s Doppler khác 70 ng hi dùng, tn s Doppler 50Hz 70 n d liu 71 Hình 3.13: Tín hiu phát 72 10