Nghiên cứu các kỹ thuật đồng bộ và ước lượng kênh trong hệ thống nhiều người sử dụng MIMO OFDMA

MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH SÁCH BẢNG BIỂU DANH SÁCH HÌNH VẼ PHẦN MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 11 1.1 Tổng quan 11 1.1.1 Tổng quan kênh truyền 11 1.1.2 Kênh vô tuyến: 14 1.1.2.1 Suy hao đường dẫn: 15 1.1.2.2 Hiệu ứng fading 18 1.1.2.3 Hiệu ứng chắn (shadowing) 22 1.1.2.4 Đặc tính thời gian, tần số 23 1.2 Hệ thống thông tin vô tuyến MIMO 24 1.2.1 Mô hình hệ thống MIMO 25 1.2.2 Hệ thống OFDM 28 1.2.3 Hệ thống MIMO – OFDM 34 CHƢƠNG 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐỒNG BỘ KÊNH TRONG HỆ THỐNG OFDM, OFDMA 36 2.1 Đồng OFDM 36 2.1.1 Nhận biết khung 37 2.1.2 Ước lượng bù khoảng dịch tần số FOE 39 2.1.2.1 Ước lượng phần thập phân 40 2.1.2.2 Ước lượng phần nguyên 41 2.1.3 Bám đuôi lỗi thặng dư 43 2.2 Kỹ thuật đồng OFDMA 44 2.2.1 Các giao thức OFDMA 45 2.2.2 Cấu trúc kí hiệu OFDMA phân kênh 47 2.2.3 Phương pháp ghép (Duplexing) 53 2.2.4 Phân tích khung Downlink phương thức đồng OFDMA 54 CHƢƠNG 3: CÁC PHƢƠNG PHÁP ƢỚC LƢỢNG KÊNH TRUYỀN TRONG HỆ THỐNG MIMO, OFDM 57 3.1 Ƣớc lƣợng kênh hệ thống OFDM 57 3.1.1 Ước lượng 1D 57 3.1.1.1 Phương pháp ước lượng bình phương (least squares estimation) 57 3.1.1.2 LMMSE (least minimum mean square error) 60 3.1.2 Ước lượng 2D 64 3.1.3 Ước lượng thích nghi 65 3.1.4 Nội suy 66 3.2 Ƣớc lƣợng kênh hệ thống MIMO 67 3.2.1 Tổng quan phương pháp đồng kênh sử dụng chuỗi training 68 3.2.1.1 Phương pháp ước lượng Least Squares 69 3.2.1.2 Phương pháp ước lượng MAP 70 CHƢƠNG 4: PHƢƠNG PHÁP ƢỚC LƢỢNG KÊNH LEAST SQUARED VÀ CHƢƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG MATLAB 73 4.1 Bộ ƣớc lƣợng kênh Least Squares: 73 4.2 Mô ƣớc lƣợng kênh Least Squares 76 CHƢƠNG 5: CHƢƠNG TRÌNH TRUYỀN DỮ LIỆU GIỮA HAI MÁY TÍNH 84 KẾT LUẬN 88 PHỤ LỤC 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 LỜI CAM ĐOAN Trước hết, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô viện Điện tử - Viễn thông, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội tạo môi trường tốt để học tập nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn thầy cô Viện Đào Tạo Sau Đại Học, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện cho học viên có điều kiện học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Quốc Khương quan tâm, tận tình bảo, hướng dẫn sửa chữa cho nội dung luận văn Tôi xin cam đoan nội dung luận văn công trình tìm hiểu nghiên cứu riêng tôi, đoạn trích dẫn tài liệu tham khảo luận văn kiến thức mà nghiên cứu tìm hiểu riêng Tất thực cẩn thận có định hướng giáo viên hướng dẫn Tôi xin chịu trách nhiệm với nội dung có luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Học viên Nguyễn Anh Quyền DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AWGN SNR STC STBC STTC Additive White Gaussian Noise Bit Error Rate Binary Phase Shift Keying Channel Impulse Response Channel Frequency Response Channel State Information Fast Fourier Transform Horizontal Layered Space Time Horizontal Layered Space Time Code Inverse Fast Fourier Transform Inter Symbol Interference Linear Minimum Mean Square Error Line-Of-Sight Layered Space Time Layered Space Time Code Maximum a Posteriori Multiple Input Multiple Output Maximum Likelihood Maximum Likelihood Sequence Estimation Minimum Mean Square Error Orthogonal Frequency Division Multiplexing Phase Shift Keying Quadrature Amplitude Modulation Quadrature Phase Shift Keying Ỏrthogonal frequency-division multiplexing Signal-to-Noise Ratio Space Time Code Space Time Block Code Space Time Trellis Code STS SVD TLST Space Time Spreading Singular Value Decomposition Threaded Layered Space Time BER BPSK CIR CFR CSI FFT HLST HLSTC IFFT ISI LMMSE LOS LST LSTC MAP MIMO ML MLSE MMSE OFDM PSK QAM QPSK OFDM Nhiễu trắng cộng Gaussian Tỷ số lỗi bit Điều biến pha nhị phân Đáp ứng xung kênh Đáp ứng tần số kênh Thông tin trạng thái kênh Biến đổi Fourier nhanh Không gian Thời gian theo tầng ngang Lập mã không gian thời gian theo tầng Biến đổi Fourier nhanh ngược Nhiễu xuyên ký tự Bình phương lỗi tối thiểu tuyến tính Đường nhìn thằng Không gian thời gian theo tầng Mã hóa không gian thời gian theo tầng Tối đa hóa hậu nghiệm Đa đầu vào – đa đầu Phương pháp chọn giá trị tối đa Phương pháp ước lượng chọn chuỗi giá trị tối đa Bình phương lỗi tối thiểu Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao Điều biến pha Điều biên vuông góc Điều biến pha vuông góc Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao Tỷ số tín hiệu nhiễu Mã hóa không gian thời gian Mã hóa không gian thời gian kiểu khối Mã hóa không gian thời gian thời gian kiểu dàn Phân bố không gian thời gian Phân tích giá trị riêng Không gian thời gian phân tầng kiểu ren TLSTC OFDMA VLST VLSTC ZF LS MSE Threaded Layered Space Time Code Orthogonal Frequency Division Multiple Access Vertical Layered Space Time Vertical Layered Space Time Code Zero Forcing Least square Mean Square Error Lập mã không gian thời gian phân tầng kiểu ren Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao Không gian thời gian phân tầng ngang Lập mã không gian thời gian phân tầng ngang Ép không Bình phương tối thiểu Lỗi bình phương trung bình DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1: Bảng số liệu mô phƣơng pháp ƣớc lƣợng kênh Least Squares với phƣơng pháp điều chế BPSK, QPSK đồng kênh MMSE, ZF 78 Bảng 2: Bảng liệu mô hệ thống MIMO 2x2 sử dụng phƣơng pháp điều chế BPSK, ƣớc lƣợng kêng Least Square,đồng kênh MMSE với tỷ lệ pilot data khác nhau: 82 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Mô hình kênh vô tuyến 11 Hình 1.2: Bốn mô hình kênh truyền thông (theo [1]) 12 Hình 1.3: Mô hình hình học để tính toán mô hình hai tia .17 Hình 1.4: Truyền dẫn đa đường .18 Hình 1.5: Góc tới tín hiệu 21 Hình 1.6: Hệ thống MIMO .25 Hình 1.7: Dung lượng hệ thống thông tin vô tuyến MIMO 28 Hình 1.8: Sơ đồ hệ thống OFDM 29 Hình 1.9: Phổ tín hiệu OFDM FDM 31 Hình 1.10: Mô hình OFDM chèn pilot .33 Hình 1.11: Sơ đồ khối hệ thống MIMO – OFDM 34 Hình 2.1: Quá trình đồng OFDM .37 Hình 2.2 Nhận biết khung truyền 37 Hình 2.3: Tương quan theo chuỗi PN .39 Hình 2.4 OFDM 45 Hình 2.5 OFDMA 45 Hình 2.6 Cấu trúc sóng mang OFDMA 47 Hình 2.7 Kênh phân tập tần số DL 48 Hình 2.8 Mô hình AMC 49 Hình 2.9 Cấu trúc tỉ lệ cho UL PUSC 49 Hình 2.10 Bảng tần sô thời gian OFDMA .50 Hình 2.11 OFDM OFDMA 51 Hình 2.12 Mô tả FDD TDD 53 Hình 3.1: Thực ước lượng LS 58 Hình 3.2: Thực thuật toán nội suy FIR 60 Hình 3.3: Thực ước lượng LMMSE .63 Hình 3.4: Thực ước lượng 2D đơn giản 65 Hình 4.1: Kiến trúc máy phát mô .76 Hình 4.2: Kiến trúc máy thu mô 76 Hình 4.3: Hệ thống MIMO 2x2 sử dụng LS estimator, MMSE & ZF equalizer, BPSK modulator, mô hình kênh chọn lọc tần số 79 Hình 4.4: Ảnh hưởng hiệu ứng chọn lọc tần số tới hệ thống MIMO 2x2 sử dụng LS estimator, MMSE & ZF equalizer, BPSK modulator 79 Hình 4.5: Hệ thống MIMO 2x2 sử dụng LS estimator, MMSE & ZF equalizer, QPSK modulator, mô hình kênh chọn lọc tần số 80 Hình 4.6: Ảnh hưởng tượng chọn lọc tần số lên hệ thống MIMO 2x2 sử dụng LS estimator, MMSE & ZF equalizer, QPSK modulator 81 Hình 4.7: So sánh hoạt động LS estimator với MMSE & ZF equalizer, QPSK & BPSK modulator hệ thống MIMO 81 Hình 4.8: Hệ thống thông tin vô tuyến MIMO 2x2 sử dụng đồng kênh MMSE, ước lượng kênh LS, điều chế BPSK với tỷ số Pilot Data khác 83 Hình 5.1: Chương trình truyền liệu 84 Hình 5.2: Chương trình nhận liệu 85 Hình 5.3: Tín hiệu phát 85 Hình 5.4: Chòm điều chế 16 mức .86 Hình 5.5: Phổ tín hiệu chèn khoảng bảo vệ .86 Hình 5.6: Nội dung truyền 87 Hình 5.7: Nội dung nhận 87 PHẦN MỞ ĐẦU Giới thiệu Trong sống hàng ngày thông tin liên lạc đóng vai trò quan trọng thiếu Nó định nhiều mặt hoạt động xã hội, giúp người nắm bắt nhanh chóng thông tin có giá trị văn hoá, kinh tế, khoa học kỹ thuật đa dạng phong phú Trước nhu cầu ngày cao chất lượng, dung lượng tính đa dạng khách hàng tài nguyên băng thông giới hạn, dịch vụ viễn thông đòi hỏi phải có phương tiện thông tin đại ứng dụng công nghệ tiên tiến Một số công nghệ giới nghiên cứu ứng dụng hệ thông tin không dây công nghệ MIMO Lý chọn đề tài Trong hệ thống thông tin không dây tín hiệu truyền dẫn bị ảnh hưởng mạnh mẽ kênh truyền Mặt khác kênh truyền lại trước Do yêu cầu cần thiết phải ước lượng cân kênh để tách tín hiệu truyền dẫn Chất lượng ước lượng kênh cân kênh ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hệ thống thông tin Vì vậy, em định chọn đề tài để nâng cao hiểu biết kỹ thuật đông ước lượng kênh truyền hi vọng sau phát triển thêm ứng dụng công nghệ tương lai Mục đích chọn đề tài Nghiên cứu kỹ thuật đồng ước lượng kênh hệ thống MIMO,OFDM, OFDMA để tận dụng nguồn tài nguyên băng thông ngày hạn hẹp Phạm vi nghiên cứu Để đáp ứng yêu cầu ứng dụng, đối tượng nghiên cứu dựa tảng kiến thức lý thuyết kỹ thuật đồng bộ, ước lượng kênh truyền hệ thống MIMO, OFDM, OFDMA vấn đề có liên quan đến đề tài Nội dung luận văn Nội dung đề tài có cấu trúc sau: Phần mở đầu Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin vô tuyến Chương II: Các phương pháp đồng kênh hệ thống OFDM, OFDMA Chương III: Các phương pháp ước lượng kênh truyền hệ thống MIMO, OFDM Chương IV: Phương pháp ước lượng kênh Least squared Chương V: Chương trình truyền liệu hai máy tính Kết luận đạt hướng phát triển 10 s=[s dec2hex(y(i),2)]; end y=[]; L=length(s); for i=1:L y=[y hex2dec(s(i))]; end d=mod(length(y),N_D); if d~=0 zz=zeros(1,N_D-d); set(handles.No_datasubs,'string',num2str(N_D-d)); y=[y zz]; end y=qammod(y,M_ary); L=length(y)/N_D; data=[]; for i=1:L data=[data;y((i-1)*N_D+1:i*N_D)]; end [m,n]=size(data); z1=zeros(m,1); z2=zeros(m,NFFT-N_D-2); 93 data=[z1 data(:,1:N_D/2) z2 data(:,N_D/2+1:N_D) z1]; 1 PP_A1=[ -1 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 1]; PP_A1=2*PP_A1; dataP=[]; for i=1:m if mod(i,D_t)==1 dataP=[dataP;PP_A1]; dataP=[dataP;data(i,:)]; else dataP=[dataP;data(i,:)]; end end [mp,np]=size(dataP); dataIFFT=[]; for i=1:mp dataIFFT=[dataIFFT; ifft(dataP(i,:))]; end [mp,np]=size(dataIFFT); dataGI=[dataIFFT(:,np-GI+1:np) dataIFFT]; dataGI=dataGI.'; 94 -1 -1 dd=dataGI(:); yy=[real(dd)';imag(dd)']'; sound( yy,44100); wavwrite( yy,44100,16,'data.wav'); axes(handles.axes1); plot(yy); end function reset_Callback(hObject, eventdata, handles) set(handles.disp_txt,'String','Show Text'); set(handles.edit_mod,'String',num2str(16)); set(handles.No_datasubs,'String',num2str(48)); set(handles.edit_pro,'String',num2str(16)); set(handles.edit_fft,'String',num2str(64)); set(handles.load,'String','Load'); path=0; savefile='pqfile.mat'; save(savefile,'path'); cla(handles.axes1); function disp_txt_Callback(hObject, eventdata, handles) function disp_txt_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); 95 end function edit_mod_Callback(hObject, eventdata, handles) nummod = str2double(get(hObject,'String')); if isnan(nummod) || ~isreal(nummod) set(handles.transfer,'String','Cannot transfer') set(handles.transfer,'Enable','off') uicontrol(hObject) else set(handles.transfer,'String','Transfer') set(handles.transfer,'Enable','on') end function edit_mod_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function edit_pro_Callback(hObject, eventdata, handles) numpro = str2double(get(hObject,'String')); if isnan(numpro) || ~isreal(numpro) set(handles.transfer,'String','Cannot transfer') set(handles.transfer,'Enable','off') uicontrol(hObject) else 96 set(handles.transfer,'String','Transfer') set(handles.transfer,'Enable','on') end function edit_pro_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end function edit_fft_Callback(hObject, eventdata, handles) numfft = str2double(get(hObject,'String')); if isnan(numfft) || ~isreal(numfft) set(handles.transfer,'String','Cannot transfer') set(handles.transfer,'Enable','off') uicontrol(hObject) else set(handles.transfer,'String','Transfer') set(handles.transfer,'Enable','on') end function edit_fft_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end 97 Code mô bên thu: function varargout = reciever(varargin) gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, 'gui_Singleton', gui_Singleton, 'gui_OpeningFcn', @reciever_OpeningFcn, 'gui_OutputFcn', @reciever_OutputFcn, 'gui_LayoutFcn', [] , 'gui_Callback', []); if nargin && ischar(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end function reciever_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) handles.output = hObject; guidata(hObject, handles); function varargout = reciever_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout{1} = handles.output; 98 function reciever_Callback(hObject, eventdata, handles) N_D=48; M_ary=get(handles.edit_mod,'String'); M_ary=str2double(M_ary); disp (M_ary); NFFT=get(handles.edit_fft,'String'); NFFT=str2double(NFFT); disp(NFFT); P_A = 1; D_f=2; D_t=5; GI=get(handles.edit_pro,'String'); GI=str2double(GI); disp(GI); z=wavrecord(10*44100,44100,2); axes(handles.axes3); plot(z); k=1; z=z(:,1)+j*z(:,2); ymin=0; ymax=0; for i=1:length(z) 99 if(abs(z(i))> 0.2) ymin=i; break; end end for i=length(z):-1:1 if(abs(z(i))> 0.2) ymax=i; break; end end ymin ymax y=z(ymin-60:ymax+150); 1 PP_A1=[ -1 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 1]; PP_A1=2*PP_A1; K=NFFT+GI; st=1; FL=K*D_t+K; y=y.'; 100 -1 -1 NF=floor(length(y)/FL); pp_a1=ifft(PP_A1); pp_a1=[pp_a1(NFFT-GI+1:NFFT) pp_a1]; Data=[]; dongbo=[]; for k=1:NF yy=y(FL*(k-1)+1:FL*k); db=[]; for i=1:FL-K db(i)=abs(sum((yy(i:K+i-1).*pp_a1'.'))); end dongbo=[dongbo db]; [mm id]=max(db) FL*(k-1)+id-st size(y) yy=y(FL*(k-1)+id-st:FL*(k-1)+id+FL-st+10); pp=yy(GI+1:K); H=fft(pp)./PP_A1; for kk=1:D_t yyy=yy(K*kk+1:K*(kk+1)); dt=fft(yyy(GI+1:K))./H; Data=[Data; dt]; 101 end end yy=Data; yy=[yy(:,2:N_D/2+1) yy(:,NFFT-N_D/2:NFFT-1)]; yy=yy.'; yy=yy(:); axes(handles.axes2); plot(dongbo) axes(handles.axes1) scatter(real(yy),imag(yy),'.'); yy=qamdemod(yy,M_ary); L=length(yy); y=[]; for i=1:L y=[y dec2bin(yy(i),4)]; end t=num2str(y'); st=[]; for i=1:length(t)/8 st=[st char(bin2dec(t((i-1)*8+1:i*8)'))]; end set(handles.disp_txt,'String',st); 102 function reset_Callback(hObject, eventdata, handles) cla(handles.axes1); cla(handles.axes2); cla(handles.axes3); clc; set(handles.disp_txt,'String','Show text'); set(handles.edit_mod,'String',num2str(16)); set(handles.edit_pro,'String',num2str(16)); set(handles.edit_fft,'String',num2str(64)); function axes3_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) function edit5_Callback(hObject, eventdata, handles) function edit5_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor')) set(hObject,'BackgroundColor','white'); end 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Wireless Channel Models Ana Aguiar, James Gross faaguiar,grossg@ee.tuberlin.de Berlin, April 2003 TKN Technical Report TKN-03-007 Editor: Prof Dr.{Ing Adam Wolisz [2] MIMO Wireless Communication – Daniel W Bliss, Keith W Forsythe, and Amanda M Chan [3] Capacity Analysis of MIMO Systems Dipl.-Ing.Dominik Seethaler Ao.Prof.Dipl - Ing.Dr.techn.Franz Hlawatsch Institutf Äur Nachrichten technikund Hoch frequenztechnik(E389) eingereichtander Technischen Universit Äat Wien Fakult Äatf Äur Elektrotechnikund Informations technik - Wien, JÄanner 2006 [4] A novel blind channel estimation algorithm for a MIMO system – Xia Liu,Marek E Bialkowski, Shiyang Lu(School of ITEE, University of Queensland, Brisbane, AUSTRALIA),Hon Tat Hui (Department of Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore, SINGAPORE) – IEEE 2008 [5] Subspace Approach to Blind and Semi – Blind Channel Estimation for Space – Time Block Codes – Zhiguo Ding and Darren B Ward, Member, IEEE 2005 [6] Blind Channel Estimation in MIMO – OFDM system using semi – definite relaxation – Nima Sarmadi, Alex B Gershman(Communication Systems Group Technique University Darmstadt,GERMANY) Shahram Shahbazpanahi(Faculty of Engineering and Applied Science,Institude of Technology University of Ontario Oshawa,CANADA) [7] Channel Estimation Strategies for Coded MIMO Systems – Rose Trepkowski – Thesis submitted to the faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science 104 [8] Subspace Methods for the Blind idenfication of multichannel FIR filter – Eric Moulines, Pierre Duhamel, Senior- Member-, IEEE, Jean-Franqois Cardoso, and Sylvie Mayrargue [9] Space –Time Coding – Branka Vucetic, University of Sydney, Australia – Jinhong Yuan University of New South Wales, Australia [10] Deterministic Blind Subspace MIMO Equalization – Balaji Sampath & K.J.RayLiu Electrical and Computer Engineering Department and Institute for Systems Research, University of Maryland, CollegePark, MD20742,USA - Ye(Geoffrey)Li School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA30332, USA, Received 25 October 2001and inrevised form 14 February 2002 [11] Fundamentals of Wireless Communication–DavidTse, University of California, Berkeley Pramod Viswanath, University of Illinois, Urbana – Champaign August 3, 2004 [12] Channel models for MIMO, Adaptive Antenna Systems Persa Kyritsi, December 16, 2004 [13] A Fourth – Generation MIMO-OFDM Broadband Wireless System: Design, Performance, and Field Trial Results – Hemanth Sampath, Shilpa Talwar, Jose Tellado, and Vinko Erceg, Iospan Wireless Inc – Arogyaswami Paulraj, Iospan Wireless Inc and Stanford University [14] MIMO Systems Performance using a Discrete Multipath Fading Channel Model and Full Wave Antenna Analysis - V.Papamichael, C Soras, Member, IEEE, and V Makios, Life Senior Member, IEEE [15] Introduction to Space-Time Codes – Sumeet Sandhu Intel Corporation, M/S RNB 6-49 2200 Mission College Blvd Santa Clara, CA 95052, USA sumeet.sandhu@intel.com – Rohit Nabar, ETF E119 Sternwartstrasse Zurich CH8092, Switzerland nabar@nari.ee.ethz.ch – Dhananjay Gore, 8465 Regents Road Apt 436, Regents Court San Diego, CA 92122 dgore@qualcomm.com – Arogyaswami Paulraj Smart Antennas Research 105 Group Packard 272, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA apaulraj@stanford.edu [16] Analytical Performance of MIMO MMSE Receivers in Correlated Rayleigh Fading Environments Mario Kiessling & Joachim Speidel Institute of Telecommunications, University of Stuttgart, Germany, Siemens AG, Information and Communication Mobile, Ulm, Germany mario.kiessling@gmx.net , speidel@inue.uni-stuttgart.de [17] Performance of frequency domain MIMO equalization for Cyclic prefixed single –carrier Spatial Multiplexing Mikel Mendicute, Jon Altuna, John Thompson and Vicente Atxa University of Mondragon Loramendi, Mondragon, Spain, phone: +34943739422, fax: +34943739410, email: fmmendikute@eps.mondragon.edu , jaltuna@eps.mondragon.edu , batxag@eps.mondragon.edu , University of Edinburgh Edinburgh EH93JL, UK, phone: +441316505585, fax: +441316506554 email: jst@ee.ed.ac.uk [18] Low Complexity Frequency Domain Equalization of MIMO Channels with Applications to MIMO-CDMA Systems - A.Burg IIS, ETH-Zurich apburg@iis.ee.ethz.ch , M.Rupp TU-Wien mrupp@nt.tuwien.ac.at , S.Haene, D.Perels, N.Felber, W.Fichtner IIS, ETH-Zurich haene@iis.ee.ethz.ch , perels@iis.ee.ethz.ch , felber@iis.ee.ethz.ch , fw@iis.ee.ethz.ch [19] On the Distribution of SINR for the MMSE MIMO Receiver and Performance Analysis PingLi, DebashisPaul, RaviNarasimhan, Member, IEEE, and John Cioffi, Fellow, IEEE [20] A Robust MMSE Equalizer for MIMO Enhanced HSDPA Christian Mehlfuhrer and Markus Rupp Institute of Communications and Radio – Frequency Engineering Vienna University of Technology Gusshausstrasse 25/389, A-1040Vienna, Austria Email: chmehl@nt.tuwien.ac.at , mrupp@nt.tuwien.ac.at , Web: http://www.nt.tuwien.ac.at/rapid-prototyping [21] Channel Estimation Modeling – Markku Pukkila Nokia Research Centermarkku pukkila@nokia.com , HUT 19.12.2000 106 [22] What Makes a Good MIMO Channel Model? – Huseyin Ozcelik, Nicolai Czink, Ernst Bonek, Institut f ¨ ur Nachrichten technikund Hoch frequenz technik, Technische Universit¨ at Wien, Vienna, Austria, nicolai.czink@tuwien.ac.at [23] A SEMI – BLIND TECHNIQUE FOR MIMO CHANNEL MATRIX ESTIMATION – Aditya Kiran Jagannatham and Bhaskar D.Rao, Department of Electrical and Computer Engineering University of California, SanDiego, LaJolla, CA92093-0407, E-mail: ajaganna@ucsd.edu, brao@ece.ucsd.edu [24] Nguyễn Văn Đức, “Bộ sách kỹ thuật thông tin số”, “Tập 2: Lý thuyết ứng dụng kỹ thuật OFDM”, Nxb KHKT Hà Nội, 2006 [25] S.Coleri, M.Ergen, A.Puri, A.Bahai, “Channel Estimation techniques Based on Pilot Arrangement in OFDM Systems”, IEEE Trans Broadcast, Vol.48, No.3, September 2002 107 [...]... trễ lớn nhất của kênh truyền Do đó, ghép kênh theo tần số trực giao (OFDM) là một cách giải quyết vượt trội để chống lại hiện tượng fading lựa chọn tần số 35 CHƢƠNG 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐỒNG BỘ KÊNH TRONG HỆ THỐNG OFDM, OFDMA 2.1 Đồng bộ trong OFDM Đồng bộ là nhiệm vụ cơ bản của mỗi hệ thống thông tin số nói chung và hệ thống OFDM nói riêng Hệ thống OFDM có nhiều lợi ích trong việc sử dụng hiệu quả phổ... vấn đề tương quan giữa tín hiệu của các anten và kích thước của hệ thống khi sử dụng số lượng anten lớn 1.2.2 Hệ thống OFDM Trong thập niên vừa qua kỹ thuật Othorgonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) đã được phát triển thành hệ thống thông tin thông dụng, ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống thông tin tốc độ cao OFDM được xem là kỹ thuật tương lai của các hệ thống thông tin vô tuyến 28 Phương... Dung lượng của hệ thống thông tin vô tuyến MIMO Hình trên là kết quả mô phỏng dung lượng của hệ thống thông tin MIMO dựa theo phương pháp waterfilling Qua đó, ta thấy ưu điểm về dung lượng của hệ thống MIMO Dựa trên mô phỏng ta thấy dung lượng của hệ thống tăng phụ thuộc vào số lượng anten thu và phát Khi số anten thu và phát càng cao, dung lượng của hệ thống càng cao Tuy nhiên, khi áp dụng hệ thống MIMO. .. Multiplexing): phát các dòng tín hiệu độc lập trên các anten một cách đồng thời Điều này cho phép tăng dung lượng truyền dẫn của hệ thống 1.2.1 Mô hình hệ thống MIMO H11 TX1 RX1 H12 H21 TX2 RX2 H22 BỘ LẬP MÃ MIMO BỘ GIẢI MÃ MIMO H1N H31 H2N H32 TX M RX N H3N Hình 1.6: Hệ thống MIMO Như đã mô tả ở trên, MIMO được dựa trên hệ thống truyền dẫn ghép kênh theo không gian Trong hệ thống ghép kênh theo không... về mặt thời gian mà kênh ảnh hưởng 1.2.3 Hệ thống MIMO – OFDM CP S / P NGUỒN DỮ LIỆU BỘ LẬP MÃ KÊNH BỘ ĐIỀU CHẾ SỐ BỘ LẬP MÃ MIMO ƯỚC LƯỢNG KÊNH TRUYỀN DỮ LIỆU GIẢI MÃ KÊNH GIẢI ĐIỀU CHẾ KÊNH I F F T P / S CP I F F T S / P P / S Nt 11 1 Nt1 1Nr 1 Nr CP NtNr S / P BỘ GIẢI MÃ MIMO F F T S / P CP S / P F F T S / P Hình 1.11: Sơ đồ khối hệ thống MIMO – OFDM Như chúng ta đã biết kĩ thuật lập mã không gian... chế sử dụng trong mạng thông tin thành thị băng rộng Wimax theo tiêu chuẩn IEEE 802.16a và hệ thống thông tin di động thứ tư 4G Trong 4G, kỹ thuật OFDM sẽ được kết hợp với kỹ thuật đa anten thu phát MIMO nhằm nâng cao dụng lượng kênh thông tin vô tuyến, hay kết hợp với CDMA nhằm phục vụ dịch vụ đa truy nhập 32 WiMax sử dụng công nghệ OFDM ở giao diện vô tuyến để truyền tải dữ liệu và cho phép các thuê... như tuyến tính và tương hỗ Vì thế tín hiệu chỉ chịu tác động của sự suy hao Tuy nhiên sự suy hao trong kênh vô tuyến có thể khác so với sự suy hao trong kênh truyền dẫn do ảnh hưởng của các anten thu và phát  Kênh điều chế (modulation channel): bao gồm kênh vô tuyến cộng với kênh tất cả các thiết bị của hệ thống (như là bộ khuyếch đại và các thành phần khác của mach tần số vô tuyến) Hệ thống có tuyến... giúp giảm thiểu số bộ dao động cũng như giảm số bộ điều chế và giải điều chế giúp hệ thống giảm độ phức tạp và chi phí thực hiện, hơn nữa tín hiệu được điều chế và giải điều chế đơn giản - Kỹ thuật cân bằng kênh trở nên đơn giản hơn kỹ thuật cân bằng kênh thích ứng được sử dụng trong những hệ thống đơn sóng mang 31 Ngoài những ưu điểm thì kỹ thuật OFDM cũng có những hạn chế • Nhược điểm: - Symbol OFDM... 34 tạp thấp Sự kết hợp hệ thống MIMO với kỹ thuật ghép kênh theo tần số trực giao OFDM Sự kết hợp này cho ta tận dụng cả ưu điểm của sự truyền dẫn đa anten và đa sóng mang OFDM là phương thức điều chế trong đó các tín hiệu được phát đồng thời trên các sóng mang con khác nhau Hệ thống OFDM chia kênh lựa chọn tần số thành các đa kênh con, trong đó mỗi kênh con thể hiện các đặc tính fading phẳng Mỗi ký... đồng bộ tần số là một trong những nhiệm vụ thiết yếu phải đạt trong bộ thu OFDM Những năm 1980, kỹ thuật OFDM được nghiên cứu nhằm ứng dụng trong modem tốc độ cao và trong tryền thông di động Những năm 1990 OFDM được ứng dụng trong truyền dẫn thông tin băng rộng như HDSL, ADSL, VHDSL sau đó OFDM được ứng dụng rộng rãi trong phát thanh số DAB và truyền hình số DVB Hiện nay, kỹ thuật OFDM được đề cử