THIẾT KẾ HỆ THỐNG MIMOOFDM SDM TRÊN NỀN FPGA

[...]... MIMO-OFDM là công nghệ then chốt của truyền thông vô tuyến thế hệ thứ tư (4G) 8 Chương 2: Cơ sở lý thuyết 2 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương này trình bày những vấn đề cơ bản trong hệ thống MIMO-OFDM, đồng thời giới thiệu chi tiết kỹ thuật hệ thống OFDM, hệ thống MIMO nhằm cung cấp các cơ sở lý thuyết để thiết kế hệ thống MIMO-OFDM hoàn chỉnh 2.1 Hệ thống MIMO [2],[3] 2.1.1 Khái niệm hệ thống MIMO Nhu cầu... động tốc độ thấp 1,5  20 1,5  5 1.2.3 Công nghệ 4G Truyền thông vô tuyến thế hệ thứ 4 là các hệ thống di động băng rộng Với hệ thống này, các thiết bị di động có khả năng truyền tải các dữ liệu, âm thanh và hình ảnh với chất lượng cao Đồng thời, các nhà thiết kế kỳ vọng sẽ có thể cho phép các thiết bị di động chuyển vùng (roaming) tự động qua các công nghệ không dây khác nhau Kỹ thuật MIMO-OFDM cho... phát và đầu thu (Hình 2.1) Những nghiên cứu cho thấy hệ thống MIMO có thể tăng tốc độ dữ liệu, giảm BER, tăng vùng bao phủ hệ thống vô tuyến mà không cần tăng công suất hay băng thông Chí phí trả cho tăng tốc độ đường truyền chính là chi phí triển khai hệ thống an-ten, không gian hệ thống tăng và độ phức tạp xử lý tín hiệu số cũng tăng Hình 2.1: Hệ thống MIMO 9 Chương 2: Cơ sở lý thuyết 2.1.2 Các kỹ... trong hệ thống MIMO Bao gồm 3 loại độ lợi trong hệ thống MIMO: độ lợi beamforming, độ lợi ghép kênh không gian, độ lợi phân tập không gian 2.1.3.1 Độ lợi beamforming Độ lợi beamforming giúp hệ thống tập trung năng lượng bức xạ, giảm được các hướng không mong muốn, giảm can nhiễu, từ đó giúp cải thiện chất lượng kênh và tăng độ bao phủ của hệ thống Để có thể thực hiện beamforming khoảng cách anten của hệ. .. sao tín hiệu giống nhau qua kênh truyền fading khác nhau Hệ thống sẽ chọn lựa hoặc kết hợp các bản sao để giảm BER, chống fading qua đó tăng độ tin cậy của hệ thống Trên thực tế để tăng dung lượng và tăng độ tin cậy, giảm BER thì phải kết hợp ghép kênh không gian và phân tập không gian 2.2 Mã hóa không gian thời gian STC Các an-ten trong hệ thống MIMO phải có khoảng cách đủ lớn để các tín hiệu tại... thông tin n cũng có phân   2 2  bố x  x vì vậy năng lượng của hệ được bảo toàn và hệ trở thành hệ các kênh truyền Gauss song song như Hình 2.8 14 Chương 2: Cơ sở lý thuyết Hình 2.8: Hệ truyền nhiễu Gauss trắng song song tương đương Hệ số dn có thể được loại bỏ bằng cách nhân tính hiệu thu được với D1 , sẽ đưa hệ thống MIMO về hệ thống các kênh truyền song song (2.8) 2.2.3 Mã hoá không gian thời... 2.15: Hệ thống V-BLAST 2.3 Ghép kênh phân chia không gian (Spatial Division Multiplexing) Trong hệ thống MIMO SDM ở đầu phát không biết được trạng thái kênh truyền Dữ liệu được truyền một cách độc lập giữa các an-ten 20 Chương 2: Cơ sở lý thuyết Hình 2.16: Sơ đồ MIMO SDM Tín hiệu nhận được tại phía đầu phát là: Nr yi (t )   hij x j (t )  zi (t ) (2.18) j 1 Hình 2.17: Tại đầu thu của hệ thống MIMO SDM. .. với mỗi symbol OFDM Hình 1.3: Ma trận kênh truyền 4 Chương 1: Tổng quan Kênh truyền hệ thống MIMO-OFDM có thể mô tả thông qua ma trận H như sau: Hình 1.3 ở trên mô tả rõ hơn ma trận H, kỹ thuật OFDM có tác dụng chia kênh truyền chọn lọc tần số thành N kênh truyền con fading phẳng Hệ thống MIMOOFDM tương đương với hệ thống MIMO 1.2 Một số ứng dụng tiêu biểu 1.2.1 Chuẩn 802.11n (WiFi) Mạng máy tính cục... OFDM được trình bày trong Bảng 1.1 Wireless LAN không những hỗ trợ thiết lập mạng cục bộ mà còn cho phép thiết lập mạng ngang hàng peer-to-peer (adhoc network) giữa các thiết bị Vì vậy, mạng này không chỉ hiện diện trên các máy tính xách tay, các thiết bị hỗ trợ cá nhân (PDA), mà còn xuất hiện ở nhiều thiết bị giải trí đa phương tiện, các thiết bị văn phòng Thành công của mạng wireless LAN đã thúc đẩy... trúc này đã thực hiện trên thời gian thực trong phòng thí nghiệm Bell với hiệu suất băng thông lần đầu tiên lên tới 20-40 bps/Hz tại mức tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNR từ 24-34 dB Kiến trúc V-BLAST: Kiến trúc V-BLAST có thể tăng dung lượng của hệ thống nhờ vào chiều không gian do MIMO cung cấp Không giống như CDM, V-BLAST chỉ sử dụng một khoảng băng thông nhỏ cần thiết cho hệ thống Không giống như FDM,