Mã lưới cho kênh Fading Rayleigh Trương Minh Chính Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử; Mã số: 60 52 70 Người hướng dẫn: TS Nguyễn Linh Trung Năm bảo vệ: 2010 Abstract: Trình bày chi tiết mơ hình kênh, tiêu chí thiết kế mã lưới thiết kế mã lưới cho kênh fading Rayleigh đơn antenna Nghiên cứu giải mã hình cầu (sphere decoder), hình thức giải mã sở Maximum Likelihood (ML), đặc trưng ưu điểm mã lưới Giới thiệu Space-Time Blocks Code (STBC) hoàn hảo cho kênh MIMO fading Rayleigh Tìm hiểu mơ hình hệ thống, tiêu chí cho việc thiết kế STBC hồn hảo việc thiết kế STBC hồn hảo từ cơng cụ đại số vòng chia (Cyclic Division Algebras) Trình bày cách biến đổi STBC cấu trúc lưới để sử dụng giải mã hình cầu Tính tốn tham số mô kết mô mã Golden, mã STBC hoàn hảo cho hệ thống fading Rayleigh 2*2 Tổng quan kỹ thuật tiền mã hóa tuyến tính – kỹ thuật nhằm khai thác CSI, tác động vào tín hiệu mã hóa trước phát cho phù hợp với CSI có phía phát Đề xuất số phương hướng cho phát triển đề tài Keywords: Kỹ thuật điện tử; Điện tử học; Kênh Fading Rayleigh GIỚI THIỆU Các chòm tín hiệu cấu trúc lưới nhiều chiều với độ phân tập điều chế (modulation diversity) cao nghiên cứu nhiều đánh giá phù hợp cho trình truyền thơng tin qua hệ thống đơn antenna fading Rayleigh Những cơng trình nghiên cứu chòm tín hiệu cấu trúc lưới (sau gọi tắt chòm lưới) cho kênh fading [1, 2] xây dựng trường số đại số khai thác độ phân tập điều chế với giả thiết thông tin tình trạng kênh (CSI - Channel State Information) biết phía thu Tuy nhiên, chòm lưới này, với đánh giá tốt môi trường fading, lại có nhược điểm thủ tục gán nhãn bit phức tạp Để tránh vấn đề này, cơng trình tiếp sau tập trung vào việc tìm chòm lưới đảm bảo độ phân tập điều chế phiên quay lưới Zn [3, 4] Như với đời kiểu thiết kế chòm lưới kênh fading Rayleigh hệ thống khơng dây, tiêu chí thiết kế công cụ thiết kế dần nâng cấp hoàn thiện Trong năm gần đây, nhu cầu truyền dẫn tốc độ cao qua hệ thống không dây thành động lực cho việc nghiên cứu hệ thống truyền thông không dây sử dụng nhiều antenna phía phát phía thu (MIMO) Với mong muốn nâng cao hiệu suất hệ thống MIMO, chiến lược mã hóa tiền mã hóa cho kênh MIMO nghiên cứu nhiều, MIMO lĩnh vực nghiên cứu hấp dẫn người nghiên cứu kỹ thuật không dây Các chòm lưới nghiên cứu để phát triển áp dụng cho hệ thống MIMO Mục tiêu đề tài tìm hiểu mã lưới cho kênh fading Rayleigh đơn antenna fading Rayleigh MIMO Bên cạnh, đề tài có nhiệm vụ có tính chất mở tìm hiểu tiền mã hóa tuyến tính (linear precoding) cho kênh MIMO Đây kỹ thuật nhằm khai thác CSI, mục đích tiêu chí thực tiền mã hóa tuyến tính có điểm tương đồng với kỹ thuật mã hóa STBC Luận văn gồm chương, nội dung cụ thể sau: Chương trình bày chi tiết mơ hình kênh, tiêu chí thiết kế mã lưới thiết kế mã lưới cho kênh fading Rayleigh đơn antenna Một phần quan trọng chương trình bày giải mã hình cầu (sphere decoder ), hình thức giải mã sở Maximum Likelihood (ML), đặc trưng ưu điểm mã lưới Chương mở rộng chương mã lưới cho kênh fading Rayleigh MIMO trình bày Space - Time Blocks Code (STBC) hoàn hảo cho kênh MIMO fading Rayleigh Kết cấu chương tương tự chương bao gồm: mơ hình hệ thống, tiêu chí cho việc thiết kế STBC hoàn hảo việc thiết kế STBC hồn hảo từ cơng cụ đại số vòng chia (Cyclic Division Algebras) Phần giải mã trình bày cách biến đổi STBC cấu trúc lưới để sử dụng giải mã hình cầu trình bày chương Phần cuối chương trình bày việc tính tốn tham số mơ kết mơ mã Golden, mã STBC hồn hảo cho hệ thống fading Rayleigh MIMO × Chương trình bày tổng quan kỹ thuật tiền mã hóa tuyến tính Đây kỹ thuật nhằm khai thác CSI, tác động vào tín hiệu mã hóa trước phát cho phù hợp với CSI có phía phát Kỹ thuật tiền mã hóa nói chung tiền mã hóa cho STBC nói riêng nghiên cứu nhiều [5, 6] Tuy nhiên cơng trình nghiên cứu tiền mã hóa tuyến tính thực với giả thiết sau có mã STBC, xem chúng hai trình độc lập Phần cuối chương gợi số hướng cho phát triển đề tài Phần phụ lục A trình bày sở toán học mã lưới mã STBC hoàn hảo, cụ thể lý thuyết số đại số (Algebraic Number Theory) đại số vòng chia (Cyclic Division Algebras) Phần phụ lục B đoạn chương trình Matlab thực giải mã hình cầu 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] C R J Boutros, E Viterbo and J.-C Belfiore, “Good lattice constellations for both rayleigh fading and gaussian channels,” IEEE Transactions on Information Theory, vol 42, pp 502–518, 1996 [2] X Giraud and J C Belfiore, “Constallation mached to the rayleigh fading channel,” IEEE Transactions on Information Theory, vol 42, pp 106–114, 1996 [3] J Boutros and E Viterbo, “Signal space diversity: A power and bandwidth efficient diversity technique for the rayleigh fading channel,” IEEE Transactions on Information Theory, 1998 [4] F O E Bayer-Fluckiger and E Viterbo, “New algebraic constructions of rotated zn-lattice constellations for the rayleigh fading channel,” IEEE Transactions on Information Theory, 2004 [5] A P Mai Vu, “Mimo wireless linear precoding,” IEEE Signal Processing Magazine, pp 87–105, 2007 [6] M Vu, “Exploiting transmit channel side information in mimo wireless systems,” Ph.D dissertation, Stanford University, 2006 [7] F Oggier and E Viterbo, “Algebraic number theory and code design for rayleigh fading channels,” Foundations and Trends in Communications and Information Theory, vol 1, 2004 [8] F Oggier, “Algebraic methods for channel coding,” Ph.D dissertation, Ecole Polytechnique Federare De Lausanne, 2005 47 [9] M Pohst, Computational Algebraic Number Theory Verlag, 1993 [10] E Viterbo and E Biglieri, “A universal lattice decoding algorithm for lattice codes,” pp 611–614, 1993 [11] F O J C Belfiore and E Viterbo, “Cyclic division algebras: a tool for space-time coding,” Foundations and Trends in Communications and Information Theory, 2007 [12] N S Vahid Tarokh and A R Calderbank, “Space-time codes for high data rate wireless communication: Performance criterion and code construction,” IEEE Transactions on Information Theory, vol 44, pp 744–765, 1998 [13] J.-C Belfiore and G Rekaya, “Quaternionic lattices for space-time coding,” ITW2003, 2003 [14] G R Jean-Claude Belfiore and E Viterbo, “The golden code: A x full-rate space-time code with nonvanishing determinants,” IEEE Transactions on information theory, vol 51, pp 1432–1436, 2005 [15] J.-C B Yi Hong, Emanuele Viterbo, “Golden space-time trellis coded modulation,” IEEE Transactions on Information Theory, 2007 [16] J H Conway and N J A Sloane, Sphere Packings, Lattices and Groups SpringerVerlag, New York, 1988 [17] H Cohn, Advanced Number Theory Dover Publications, New York, 1980 [18] A Weil, Basic number theory Springer-Verlag, New York, 1974 ... Likelihood (ML), đặc trưng ưu điểm mã lưới Chương mở rộng chương mã lưới cho kênh fading Rayleigh MIMO trình bày Space - Time Blocks Code (STBC) hồn hảo cho kênh MIMO fading Rayleigh Kết cấu chương tương... mơ hình kênh, tiêu chí thiết kế mã lưới thiết kế mã lưới cho kênh fading Rayleigh đơn antenna Một phần quan trọng chương trình bày giải mã hình cầu (sphere decoder ), hình thức giải mã sở Maximum... cứu kỹ thuật khơng dây Các chòm lưới nghiên cứu để phát triển áp dụng cho hệ thống MIMO Mục tiêu đề tài tìm hiểu mã lưới cho kênh fading Rayleigh đơn antenna fading Rayleigh MIMO Bên cạnh, đề tài