TÁCH SÓNG MIMO-V-BLAST ĐA NGƯỜI DÙNG

TÁCH SÓNG MIMO-V-BLAST ĐA NGƯỜI DÙNG

1 KHOA VIỄN THÔNG 1 KHOA VIỄN THÔNG 1 ĐỀ TÀI ĐỀ TÀI : : HỘI THẢO ĐỀ TÀI KHCN HỘI THẢO ĐỀ TÀI KHCN CẤP HỌC VIỆN CẤP HỌC VIỆN 2 Mục đích Mục đích Mục tiêu: Mục tiêu: Xây dựng chương trình mô phỏng kênh MIMO, chương trình mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO-V-BLAST, phục vụ công tác nghiên cứu khoa học và đào tạo của Học viện. Nội dung: Nội dung:  Tổng quan hệ thống MIMO: Mô hình hệ thống và phân loại  Mô hình kênh MIMO.  Nghiên cứu MIMO-V-BLAST kết hợp với máy thu đa người dùng.  Nghiên cứu các giải thuật tách tín hiệu trong hệ thống MIMO Giải thuật: V-BLAST/ZF Giải thuật: V-BLAST/LLSE Giải thuật: V-BLAST/ZF/MAP. Giải thuật: V-BLAST/LLSE/MAP.  Xây dựng chương trình mô phỏng kênh MIMO, và tách sóng MIMO-V-BLAST gồm: V-BLAST/ZF; V-BLAST/LLSE; V-BLAST/ZF/MAP; V-LAST/LLSE/MAP.  Kiến nghị ứng dụng chương trình mô phỏng vào nghiên cứu khoa học & đào tạo ở Học viện. Kết quả: Kết quả: Tài liệu khoa học; Mô hình hệ thống-Giải thuật-Chương trình mô phỏng trên đĩa CD; Bài báo khoa học được đăng trên tạp chí hoặc hội nghị khoa học. 3 Chương 1 Chương 1: Đặc tính kênh vô tuyến di động và mô hình truyền sóng MIMO Chương 1 Chương 1: Đặc tính kênh vô tuyến di động và mô hình truyền sóng MIMO Chương 2 Chương 2: Mô hình và hiệu năng hệ thống MIMO Chương 2 Chương 2: Mô hình và hiệu năng hệ thống MIMO Chương 3 Chương 3: MIMO-VBLAST kết hợp máy thu đa người dùng Chương 3 Chương 3: MIMO-VBLAST kết hợp máy thu đa người dùng NỘI DUNG Chương 4 Chương 4: Giải thuật tách tín hiệu trong hệ thống MIMO Chương 4 Chương 4: Giải thuật tách tín hiệu trong hệ thống MIMO Chương 5 Chương 5: Chương trình mô phỏng Chương 5 Chương 5: Chương trình mô phỏng 4 Sơ đồ tổng quát kênh MIMO Sơ đồ tổng quát kênh MIMO t t r r r r t t r 11 12 1n 1 1 1 21 22 2n 2 2 2 n n 1 n 2 n n n n h h h y x h h h y x y h h h x é ù é ù é ù é ù h ê ú ê ú ê ú ê ú ê ú ê ú h ê ú ê ú ê ú = + Û = + ê ú ê ú ê ú ê ú ê ú ê ú ê ú ê ú ê ú ê ú ê ú h ê ú ê ú ê ú ê ú ë û ë û ë û ë û L L M M M M M M M L y Hx h Đặc tính kênh vô tuyến và mô hình kênh MIMO Đặc tính kênh vô tuyến và mô hình kênh MIMO 5 Các hàm kênh MIMO Các hàm kênh MIMO { { 1 (2 ( )) ( , )) 0 ( , ) ( , ) ( ( )) − + = = − ∑ l l l l l c L j f t t h t a t e t π τ φ τ τ τ δ τ τ  Đáp ứng xung kim kênh SISO Đáp ứng xung kim kênh SISO  Đáp ứng xung kim kênh MIMO Đáp ứng xung kim kênh MIMO ( ) ( ) , , , , 1,1 2,1 ,1 1,2 2,2 ,2 , 1, 2, . 1 2 ( ) ( , ) , , , , , 0 . . ( , ) ( , ) ( ) − + =       = =           = − ∑ l l l l l t t r r t r c n m n m n n n m n n n n L j f t t n m n m n m h h h h h h H h h h h h t a t e t π τ φ τ τ τ δ τ τ Đặc tính kênh vô tuyến và mô hình kênh MIMO Đặc tính kênh vô tuyến và mô hình kênh MIMO 6 Mô hình kênh MIMO SVD Mô hình kênh MIMO SVD 7 1 2 r r 1 x (k) x (k) : x (k) x ×             % % % 142 43 % 1 2 m m 1 x (k) x (k) : x (k) X ×             1 42 43 1 2 r r 1 y (k) y (k) : y (k) y ×             % % % 142 43 % 1 2 n n 1 y (k) y (k) : y (k) y ×             142 43 Mô hình kênh MIMO SVD Mô hình kênh MIMO SVD 8 SVD (Singular Value Decomposition) của ma trận SVD (Singular Value Decomposition) của ma trận kênh H kênh H [ ] 1/ 2 1 1/ 2 h h h 2 1 N 1 N 1/ 2 N 0 0 0 0 0 0 0 0 é ù l ê ú ê ú l é ù ê ú = = ë û ê ú ê ú l ê ú ë û H UDV u u v v L L M O L Trong đó U và V là các ma trận nhất phân, “h” là Trong đó U và V là các ma trận nhất phân, “h” là chuyển vị Hermitian và chuyển vị Hermitian và { } r t N min n ,n= Mô hình kênh MIMO SVD Mô hình kênh MIMO SVD 9 1 2 N N 1 x (k) x (k) : x (k) x ×             % % % 1 42 43 % 1 2 N N 1 x (k) x (k) : x (k) X ×             1 42 43 1 2 N N 1 y (k) y (k) : y (k) y ×             % % % 1 42 43 % 1 2 N N 1 y (k) y (k) : y (k) y ×             1 42 43 U.U U.U H H = U = U H. H. U = I U = I V.V V.V H H = V = V H H .V = I .V = I N = min(n N = min(n r r ,n ,n t t ) ) ( ) ( ) nUxD nUxVUDVU nUxUDVU nxUDVU nHxUy H HHH HHH HH H += += += += += ~ ~ ~ Mô hình kênh MIMO SVD Mô hình kênh MIMO SVD 10  Mô hình máy phát Mô hình máy phát m r 1,1 1,2 1,r 2,1 2,2 2,r m,1 m,2 m,r m r V C is called the transmit precoding matrix V is (rotation) unitary matrices x(k) = V.x(k) v v v v v v : : : v v v × × ∈       =       % r H H 1 1 2 2 r m r 1 m 1 x(k) C be r independent symbol sequences that we wish to send satisfies V.V =V V=I x (k) x (k) x (k) x (k) : : x (k) x (k) × × ∈             × =             % % % % 142 43 1 4 4 4 4 2 4 4 4 4 3 , 1 ( ) . ( ) = = ∑ % r i i j j j x k v x k Mô hình kênh MIMO SVD Mô hình kênh MIMO SVD [...]... w(k) ) H =E 1 4 4 2 4 4 4 4 3 =2 I w y(k) = 1 4 2 43 x(k) + w(k) U.S.V H full SVD of H % % y(k) = U U S.V V x(k) + U 2 4 w(k) { { 14 3 I I 1 44 2 4 4 3 : N ( 0, 2 I ) w H H H % = S.x(k) % + w(k) 15 Dùng các chuyển đổi khả đảo V và U chuyển hệ thống thành nhiều kênh AWGN song song % % % yi (k ) = si xi (k ) + wi (k ), i = 1, , min(m, n) 14 2 43 Dung lng di K hn ch cụng sut trung bỡnh Copt = min(m,n) . máy thu đa người dùng Chương 3 Chương 3: MIMO-VBLAST kết hợp máy thu đa người dùng NỘI DUNG Chương 4 Chương 4: Giải thuật tách tín hiệu trong hệ thống MIMO Chương 4 Chương 4: Giải thuật tách. hình hệ thống và phân loại  Mô hình kênh MIMO.  Nghiên cứu MIMO-V-BLAST kết hợp với máy thu đa người dùng.  Nghiên cứu các giải thuật tách tín hiệu trong hệ thống MIMO Giải thuật: V-BLAST/ZF Giải. V-BLAST/ZF/MAP. Giải thuật: V-BLAST/LLSE/MAP.  Xây dựng chương trình mô phỏng kênh MIMO, và tách sóng MIMO-V-BLAST gồm: V-BLAST/ZF; V-BLAST/LLSE; V-BLAST/ZF/MAP; V-LAST/LLSE/MAP.  Kiến nghị ứng