Giải pháp nâng cao hiệu năng hệ thống MIMO MC CDMA quy mô lớn (LA tiến sĩ)

Giải pháp nâng cao hiệu năng hệ thống MIMO MC CDMA quy mô lớn (LA tiến sĩ)Giải pháp nâng cao hiệu năng hệ thống MIMO MC CDMA quy mô lớn (LA tiến sĩ)Giải pháp nâng cao hiệu năng hệ thống MIMO MC CDMA quy mô lớn (LA tiến sĩ)Giải pháp nâng cao hiệu năng hệ thống MIMO MC CDMA quy mô lớn (LA tiến sĩ)Giải pháp nâng cao hiệu năng hệ thống MIMO MC CDMA quy mô lớn (LA tiến sĩ)Giải pháp nâng cao hiệu năng hệ thống MIMO MC CDMA quy mô lớn (LA tiến sĩ)Giải pháp nâng cao hiệu năng hệ thống MIMO MC CDMA quy mô lớn (LA tiến sĩ)Giải pháp nâng cao hiệu năng hệ thống MIMO MC CDMA quy mô lớn (LA tiến sĩ)Giải pháp nâng cao hiệu năng hệ thống MIMO MC CDMA quy mô lớn (LA tiến sĩ)Giải pháp nâng cao hiệu năng hệ thống MIMO MC CDMA quy mô lớn (LA tiến sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI DỖN THANH BÌNH GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG HỆ THỐNG MIMO-MC-CDMA QUY MÔ LỚN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI DỖN THANH BÌNH GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG HỆ THỐNG MIMO-MC-CDMA QUY MÔ LỚN Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 62520208 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN HỮU TRUNG Hà Nội – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết khoa học trình bày luận án thành nghiên cứu thân suốt thời gian làm nghiên cứu sinh chưa xuất công bố tác giả khác Các kết đạt xác trung thực Giáo viên hướng dẫn khoa học Hà Nội, ngày… tháng….năm 2017 Tác giả luận án PGS TS Nguyễn Hữu Trung Dỗn Thanh Bình i LỜI CẢM ƠN Luận án tiến sỹ nghiên cứu sinh thực Bộ môn Điện tử hàng không vũ trụ, Viện Điện tử viễn thông, Đại học Bách khoa Hà Nội hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Hữu Trung Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Thầy định hướng khoa học, dẫn thực nhiệm vụ cần thiết tạo điều kiện thuận lợi để cơng trình nghiên cứu hoàn thành Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, trường Đại học Điện lực, Viện Đào tạo Sau Đại học, Viện Điện tử viễn thông, Bộ mơn Điện tử hàng khơng vũ trụ Phòng Khảo thí đảm bảo chất lượng tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Cuối biết ơn tới gia đình, bạn bè thơng cảm, động viên giúp đỡ nghiên cứu sinh có thêm nghị lực để hồn thành luận án Tác giả luận án DỖN THANH BÌNH ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH v DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC xi MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mơ hình hệ thống MIMO-MC-CDMA quy mô lớn 1.2.1 Hệ thống MIMO 1.2.2 Hệ thống MIMO quy mô lớn 11 1.2.3 Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã CDMA 14 1.2.4 Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã đa sóng mang MC-CDMA 15 1.2.4 Hệ thống MIMO-MC-CDMA 17 1.3 Vấn đề giao thoa đa truy nhập hệ thống MIMO-MC-CDMA 20 1.4 Các giải pháp đề xuất 21 1.4.1 Giải pháp tiền mã hóa 21 1.4.2 Giải pháp dùng mã CI 22 1.4.3 Giải pháp thu MIMO đa người dùng ước lượng kênh 24 1.4.4 Giải pháp dùng mã hóa khơng gian-thời gian 28 1.4.5 Những vấn đề tồn 30 1.5 Kết luận chương 31 CHƢƠNG ĐỀ XUẤT KIẾN TRÚC ĐỊNH HƢỚNG ĐA BÚP SÓNG THEO LÝ THUYẾT HỆ THỐNG 32 2.1 Đặt vấn đề 32 2.2 Mơ hình hệ thống 33 2.2.1 Mô hình tín hiệu 33 2.2.2 Định hướng búp sóng tối ưu thống kê 36 2.3 Đề xuất định hướng đa búp sóng theo lý thuyết hệ thống 41 2.3.1 Phát biểu toán 41 2.3.2 Giải toán 41 2.3.3 Phương pháp tối ưu bền vững theo tiêu chí Min-Max 43 2.4 Kết mô 44 2.4.1 Phương pháp mô 44 2.4.2 Các kịch kết mô 45 2.4.3 Đánh giá kết 52 iii 2.5 Kết luận chương 53 CHƢƠNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIỀN MÃ HÓA CHO HỆ THỐNG MIMOCDMA ĐA SĨNG MANG QUY MƠ LỚN 54 3.1 Đặt vấn đề 54 3.2 Cơ sở toán học 55 3.2.1 Phân tích giá trị kỳ dị tổng quát-GSVD 55 3.2.2 Nghịch đảo suy rộng 56 3.3 Mơ hình hệ thống 56 3.3.1 Mơ hình hệ thống MIMO kết hợp xử lý GSVD 56 3.3.2 Hệ thống MIMO-CDMA đa sóng mang quy mơ lớn kết hợp xử lý GSVD 57 3.3.3 Mơ hình kênh MIMO 61 3.3.4 Giải mã giải thuật zero-forcing 64 3.4 Kết mô 66 3.5 Kết luận chương 70 CHƢƠNG ĐỀ XUẤT HỆ THỐNG ĐA TRUY NHẬP MIMO MC – CDMA QUY MƠ LỚN HỖN HỢP ĐỊNH HƢỚNG ĐA BÚP SĨNG VÀ GHÉP KÊNH KHÔNG GIAN 71 4.1 Đặt vấn đề 71 4.2 Mơ hình hệ thống 72 4.2.1 Mơ hình tín hiệu phát 72 4.2.2 Mơ hình định hướng đa búp sóng 74 4.2.3 Mô hình kênh 75 4.3 Tách đa người dùng 77 4.3.1 Kết hợp độ khuếch đại EGC 78 4.3.2 Cưỡng không ZF 78 4.3.3 Phương pháp kết hợp tỷ số cực đại MRC 79 4.4 Kết mô 79 4.4.1 Mô đánh giá hiệu hệ thống 80 4.4.2 Mô xây dựng đồ thị búp sóng thuật tốn định hướng búp sóng 86 4.5 Kết luận chương 89 KẾT LUẬN 90 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 iv DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mơ hình hệ thống MIMO Hình 1.2 Mơ hình hệ thống MIMO quy mơ lớn 12 Hình 1.3 Sơ đồ khối hệ thống CDMA 14 Hình 1.4 Nguyên tắc chung MC-CDMA 15 Hình 1.5 Bộ phát MC-CDMA 16 Hình 1.6 Bộ thu MC-CDMA 17 Hình 1.7 Mơ hình phát MIMO-MC-CDMA 18 Hình 1.8 Mơ hình thu tín hiệu 20 Hình 1.9 Khái niệm kỹ thuật CI 23 Hình 1.10 Cấu trúc thu MIMO đa người dùng tiêu chuẩn 26 Hình 1.11 Sơ đồ khối mã khơng gian-khời gian 29 Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống MIMO mã khơng gian thời gian 30 Hình 2.1 Hệ định hướng búp sóng 34 Hình 2.2 Bộ định hướng Frost beamformer 39 Hình 2.3 Cầu hình anten mảng ULA 45 Hình 2.4 Đồ thị biến thiên NRMSE SNR thay đổi từ -30 ÷10dB 47 Hình 2.5 Đồ thị biến thiên NRMSE SIR thay đổi 49 Hình 2.6 Đồ thị biến thiên NRMSE góc sai lệch hướng 50 sóng tới tín hiệu can nhiễu thay đổi 50 Hình 2.7 Đồ thị biến thiên NRMSE theo số lượng anten 52 Hình 3.1.Mơ hình hệ thống GSVD-MIMO 57 Hình 3.2.Sơ đồ khối phát MIMO - CDMA 57 Hình 3.3.Sơ đồ khối thu MIMO - CDMA 57 Hình 3.4 Cấu hình hệ thống gồm BTS hai người sử dụng U1 U2 61 Hình 3.5 Bộ phát MIMO-MC-CDMA kết hợp thuật toán GSVD 62 Hình 3.6 Bộ thu MIMO-MC-CDMA kết hợp thuật tốn GSVD 62 Hình 3.7 So sánh dung lượng hệ thống MIMO-MC-CDMA (a) sử dụng phương pháp GSVD, (b) SVD, (c) so sánh hai phương pháp với cấu hình MIMO 128x16 68 Hình 3.8 Mơ tỉ lệ lỗi BER với hệ thống MIMO-MC-CDMA có sử dụng tiền mã hóa 69 Hình 4.1 Mơ hình hệ thống MIMO MC-CDMA quy mơ lớn đề xuất 74 v Hình 4.2.Mơ hình cân MIMO tách MUD phía thu 77 Hình 4.3 Đồ thị xác suất lỗi bit (BER) theo SNR 81 Hình 4.4 Đồ thị xác suất lỗi bit BER theo số lượng người dùng 83 Hình 4.5 Đồ thị xác suất lỗi bit BER theo số lượng anten 84 Hình 4.6 Đồ thị xác suất lỗi bit BER theo công suất can nhiễu đa truy nhập MAI 86 Hình 4.7 Đồ thị búp sóng thuật tốn MVDR 87 Hình 4.8 Đồ thị búp sóng thuật tốn LCMV 87 Hình 4.9 Đồ thị búp sóng thuật tốn Frost 88 Hình 4.10 Đồ thị búp sóng thuật tốn tối thiểu hóa búp song phụ phương pháp Min-Max 88 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các tham số mô ứng với kịch mô SNR thay đổi 46 Bảng 2.2 Các tham số mô ứng với kịch mô SIR thay đổi 48 Bảng 2.3 Các tham số mô ứng với kịch mô SIR thay đổi 49 Bảng 2.3 Các tham số mô ứng với kịch mô thay đổi số lượng anten 51 Bảng 4.1 Các tham số mô ứng với kịch mô SNR thay đổi 80 Bảng 4.2 Các tham số mô ứng với kịch mô SNR thay đổi 82 Bảng 4.3 Các tham số mô ứng với kịch mô số lượng anten thay đổi .83 Bảng 4.4 Các tham số mô ứng với kịch mô SNR thay đổi 85 vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt The Third Generation Partnership Project Dự án đối tác hệ thứ Additive White Gaussian Noise Nhiễu Gauss trắng cộng BC Broadcast Channel Kênh quảng bá BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit BIBO Bounded Input-Bounded Output Giới hạn đầu vào - giới hạn đầu BS Base Station Trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CAGR Compound Annual Growth Rate Tốc độ tăng trưởng hàng năm CCI Co-Channel Interference Nhiễu đồng kênh CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CI Channel Interference Nhiễu kênh CR Cognitive Radio Vô tuyến thông minh CSI Channel State Information Trạng thái kênh CSIR Co-Channel Interference Receiver Nhiễu đồng kênh thu CSIT Co-Channel Interference Transmit Nhiễu đồng kênh phát DPC Dirty Paper Coding Mã hóa giấy bẩn DS-CDMA Direct-Sequence Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã trải phổ chuỗi trực tiếp DSP Digital Signal Processing Bộ xử lý tín hiệu số 3GPP A AWGN B C D E EB Exabytes EGC Equal Gain Combining Kết hợp độ khuếch đại cân FDMA Frequency-Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh Generalized Singular Value Decomposition Phân tích giá trị kỳ dị tổng quát F G GSVD viii búp sóng hình 4.10 (đối với thuật tốn Min-Max) có đồ thị búp sóng hẹp nâng cao dung lượng giảm tối đa can nhiễu giao thoa đa người dùng -5 Normalized Array Gain [dB] -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -90 -70 -50 -30 -10 10 Angle [degree] 30 50 70 90 70 90 Hình 4.7 Đồ thị búp sóng thuật tốn MVDR -5 Normalized Array Gain [dB] -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -90 -70 -50 -30 -10 10 Angle [degree] 30 50 Hình 4.8 Đồ thị búp sóng thuật tốn LCMV 87 -2 Normalized Array Gain [dB] -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -90 -70 -50 -30 -10 10 Angle [degree] 30 50 70 90 Hình 4.9 Đồ thị búp sóng thuật tốn Frost -2 Normalized Array Gain [dB] -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -90 -70 -50 -30 -10 10 Angle [degree] 30 50 70 90 Hình 4.10 Đồ thị búp sóng thuật tốn tối thiểu hóa búp sóng phụ phương pháp Min-Max 88 4.5 Kết luận chƣơng Chương bốn trình bày đề xuất hệ thống MIMO MC-CDMA quy mô lớn (Massive MIMO) ứng dụng cho hệ thống thông tin di động hệ sau sử dụng cấu trúc anten mảng trụ thực kết hợp tiền mã hóa theo phương thức định hướng đa búp sóng theo tiêu chí Min-Max tối thiểu hóa búp sóng phụ để nén tối đa tổn hao truyền sóng ghép kênh theo khơng gian Giảm bậc mơ hình đạt hiệu sử dụng kênh truyền giảm ảnh hưởng pha-đinh tận dụng tài nguyên tần số ngày khan Phương pháp định hướng búp sóng phương pháp tối thiểu hóa búp sóng dựa tối ưu Min-Max tăng cường tính bền vững hệ thống miền tín hiệu yếu Hướng nghiên cứu cần xác định dung lượng hệ điều kiện cần đủ để hệ có khả điều khiển, quan sát trường hợp người dùng dịch chuyển Các kết nghiên cứu công bố [4] danh mục cơng trình cơng bố luận án 89 KẾT LUẬN Kết luận Với mục đích nghiên cứu phương pháp điều chế đa sóng mang ứng dụng hệ thống MIMO-CDMA, tác giả hoàn thành mục tiêu nghiên cứu đề Trong trình thực luận án, tác giả có số đóng góp khoa học mới, cụ thể sau:  Đề xuất cấu trúc mô hình hệ thống MIMO-CDMA đa sóng mang xây dựng sở thuật tốn phân tích giá trị kỳ dị tổng quát (GSVD) nghịch đảo suy rộng nhằm tối ưu chất lượng hệ thống  Đề xuất kiến trúc MIMO MC-CDMA quy mô lớn (Massive MIMO) ứng dụng cho hệ thống thông tin di động hệ sau sử dụng cấu trúc anten mảng trụ thực kết hợp tiền mã hóa theo phương thức định hướng búp sóng phát (transmit beamforming) theo mode riêng tổng quát ghép kênh theo khơng gian;  Đề xuất thuật tốn hỗn hợp tiền mã hóa theo phương thức định hướng búp sóng phát (transmit beamforming) theo mode riêng tổng quát ghép kênh theo không gian;  Đề xuất hệ thống đa truy nhập MIMO-MC-CDMA quy mô lớn hỗn hợp định hướng đa búp sóng ghép kênh khơng gian Với đóng góp khoa học nêu trên, sở để nghiên cứu, phát triển cho hệ thống thông tin di động tiếp theo, ứng viên tiềm tàng cho hệ thống 5G Các vấn đề cần nghiên cứu tiếp Hiện nay, kết đạt luận án mô máy tính Để tiếp tục nghiên cứu, phát triển kết đạt được, mở rộng phạm vi nghiên cứu ứng dụng thực tế, thời gian tới hướng nghiên cứu luận án đề xuất sau:  Kiến trúc thu cho hệ MIMO MC-CDMA quy mô lớn (Massive MIMO) hỗn hợp định hướng búp sóng ghép kênh khơng gian  Ước lượng kênh thực tế cho hệ MIMO MC-CDMA quy mơ lớn (Massive MIMO) hỗn hợp định hướng búp sóng ghép kênh khơng gian 90 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN [1] Nguyễn Hữu Trung, Dỗn Thanh Bình, Nguyễn Thúy Anh, (2013) "Nghiên cứu hệ thống mimo CDMA đa sóng mang (MC-DS-CDMA) có tiền mã hóa cưỡng khơng (ZF), Tạp chí Khoa h c Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa h c Công nghệ Việt Nam, vol 51, No 1A, pp.117 – 131 [2] Doan Thanh Binh, (2016) “Interative Sequential Generallized MMSE Approach Of GSVD- Base MIMO Multicarrier DS-CMDA Systems”, EPU Journal of Science and Technology for Energy , vol 11, pp 44 – 52 [3] Nguyen Huu Trung, Doan Thanh Binh, Nguyen Thuy Anh, Nguyen Minh Duc, Le Trung Tan (2017) “System Theory Based Multiple-Beamforming”, Tạp chí Khoa h c Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa h c Công nghệ Việt Nam, vol 55, No 5, pp 653-665 [4] Nguyen Huu Trung, Doan Thanh Binh, (2018) “Large-Scale MIMO MC-CDMA System Combines Multiple Beamforming And Spatial Multiplexing”, Tạp chí Khoa h c Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa h c Công nghệ Việt Nam, vol 56, No 1, pp 101-111 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Anh P (2002) Trường điện từ truyền sóng NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội [2] Anh P (2007) Lý thuyết kỹ thuật Anten NXB Khoa học & Kỹ thuật [3] Nguyễn Ngọc San (2006) Nhận dạng hệ thống tuyến tính liên tục NXB Khoa học & Kỹ thuật [4] Nguyễn Phạm Anh Dũng (2008) Lộ trình phát triển 3G lên 4G HSPA/LTE Giáo trình, Học viện CN BCVT [5] Trần Xuân Nam, Đinh Thế Cường, Nguyễn Tuấn Minh, Nguyễn Vĩnh Hạnh (2005) MIMO - Công nghệ truyền dẫn vô tuyến tốc độ cao Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, số 2, pp 104-109 TÀI LIỆU TIẾNG ANH [6] A D Searle, R A Lewis, P S Hall, C Kykkotis, D Waller, J Davies, B Easter (1999) Millimetre wave antennas for vehicle based telematic applications IEE Colloquium MM-Wave Circuits and Technology for Commercial Applications, pp 9/1-9/6 [7] A M Tulino, L Li, S Verdú (2005) Spectral Efficiency of multicarrier CDMA IEEE Transactions on Information Theory, vol 51, no 2, pp 479-505 [8] A Paulraj, R Nabar, and D Gore (2003) Introduction to space-time wireless communications Cambridge University Press [9] A.J Paulraj, Gore, Nabar and Bolcskei (2004) An Overview of MIMO Communications -A Key to Gigabit Wireless IEEE Trans Comm, vol.92, no.2, pp 198-218 [10] Aboulnasr H., Matthew W.M., Arash K., Sergiy A.V., Joon-Young P and SeonJoo K (2013) Two-dimensional transmit beamforming for MIMO radar with sparse symmetric arrays IEEE Radar Conference, 2013 [11] Anh N T and San N N (1996) Controller reduction by state-optimization approach Optimization, vol.35, no.4, pp 621-640 [12] Arunabha Ghosh, Jun Zhang, Jeffrey G Andrews, and Rias Muhamed (2010) Fundamentals of LTE Prentice Hall [13] Banks S P (1989) Mathematical theory of nonlinear systems Prentice Hall [14] Berntein D S and Haddad W M.-LQG controller with an H∞ performance 92 bound: A Riccati equation approach, IEEE Trans Auto Contr AC-34 (4) (1989) 293-305 [15] Björnson, Emil, Jorswieck, Eduard (2013) Optimal Resource Allocation in Coordinated Multi-Cell Systems Foundations and Trends in Communications and Information Theory Vol 9, no 2-3, pp 113-381 [16] Bruce Fette (2009) Cognitive Radio Technology ISBN: 9780080923161, Elsevier, 848p [17] C Gardner, J Orr (1979) Pha-đinh effects on the performance of a spread spectrum multiple access communication system Commun IEEE Trans., vol 27, no 1, pp 143-149 [18] Cisco (2014) Cisco Visual Networking Index: Forecast and Methodology 20132018 [19] Claude Oestges and Bruno Clerckx (2007) MIMO Wireless Communications: From Real-World Propagation to Space-Time Code Design Oxford, Academic Press / Elsevier [20] Cong Ling and Wai Ho Mow (2009) A unified view of sorting in lattice reduction: From V-BLAST to LLL and beyond Proc of the IEEE Inform Theory Workshop, Taormina, Italy, pp 529-533 [21] D Borth, M Pursley (1979) Analysis of direct-sequence spread-spectrum multiple-access communication over rician pha-đinh channels Commun IEEE Trans., vol 27, no.10, pp 1566-1577 [22] D F Filipovic, W Y Ali-Ahmad, G M Rebeiz (1992) Millimeter wave double dipole antennas for high gain integrated reflector illumination IEEE Trans Microwave Theory Tech, vol 40, no 5, pp 962-967 [23] D Vargas, D Gozálvez, D Gómez-Barquero and N Cardona (2012) Multi Antenna Techniques for Digital Video Broadcasting (DVB) Systems Waves, pp.79-88 [24] Damith Senaratne & Chintha Tellambura (2010) Generalized singular value decomposition for Coordinated Beamforming in MIMO systems Deptt of Electrical and Computer Engg, University of Alberta, Edmonton, AB, Canada [25] David Tse and Pramod Viswanath (2005) Fundamentals of Wireless Communication Cambridge Cambridge University Press 93 [26] Deyan P., Shouqiang D and Jingjie J (2016) The smoothing Fletcher-Reeves conjugate gradient method for solving finite minimax problems ScienceAsia, vol 42, pp.40-45 [27] E Geraniotis (1986) Direct-sequence spread-spectrum multiple-access communications over nonselective and frequency-selective rician pha-đinh channels Commun IEEE Trans., vol 34, no 8, pp 756-764 [28] E Geraniotis, M Pursley (1982) Error probability for direct-sequence spreadspectrum multiple-access communications - part ii: approximations Commun IEEE Trans., vol 30, no 5, pp 985-995 [29] E Björnson and E Jorswieck (2013) Optimal Resource Allocation in Coordinated Multi-Cell Systems Foundations and Trends in Communications and Information Theory, vol 9, no 2-3, pp 113-381 [30] E Larsson, O Edfors, F Tufvesson, T L Marzetta (2014) Massive MIMO for next generation wireless systems IEEE Commun Mag., vol 52, no 2, pp 186195 [31] Emmanuel Nehemiah J , Banupriya R , Vijaya N , Susithra G , Anitha S (2016) Performance enhancement of MC-CDMA system for high speed mobile users 2016 3rd International Conference on Advanced Computing and Communication Systems (ICACCS), vol 01, pp: 1-5 [32] Farooq Khan (2009) Lte for 4G mobile Broadband, Cambridge university press [33] G W Stewart (1973) Introduction to Matrix Computations London, UK: Academic Press [34] Georgios Giannakis, Zhiqiang Liu, Xiaoli Ma, and Shengli Zhou (2007) SpaceTime Coding for Broadband Wireless Communications Wiley, 488p [35] Gesbert, David, Hanly, Stephen, Huang, Howard, Shamai Shitz, Shlomo, Simeone, Osvaldo, Yu, Wei (2010) Multi-Cell MIMO Cooperative Networks: A New Look at Interference IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol.28, no.9, pp 1380-1408 [36] Golbon-Haghighi, M.H (2016) Beamforming in Wireless Networks InTech Open, pp 163-199 [37] H Dai and H V Poor (2001) Sample-by-sample adaptive space-time processing for multiuser detection in multipath CDMA systems Proc.2001 Fall IEEE Vehicular Technology Conference, Oct 2001 94 [38] H Weingarten, Y Steinberg, S Shamai (2006) The capacity region of the Gaussian multiple-input multiple-output broadcast channel IEEE Transactions on Information Theory, vol 52, no 9, pp 3936-3964 [39] Haddad W M and Bernstein D S (1988) Robust reduced-order modeling via the optimal projection equations with Petersen-Hollot bounds, IEEE Trans Auto Contr., vol 33, no.7, pp 692-695 [40] Haddad W M and Bernstein D S (1989) Combine L2/H∞ model reduction International Journal of Control, vol 49, no.5, pp 1523-1535 [41] Hara S and Prasad R (1997) Overview of multicarrier CDMA IEEE on Com Mag., vol 35, no 12, pp 126-133 [42] Haykin S (2005) Cognitive radio: brain-empowered wireless communications IEEE Journal on Selected Areas in Communications, pp 201-220 [43] Holma, Toskala (2007) WCDMA for UMTS - HSPA Evolution and LTE John Wiley & Sons [44] Huaiyu Dai, H.V Poor (2002) Iterative space-time processing for multiuser detection in multipath cdma channels IEEE Transactions on Signal Processing, vol 50, no 9, pp 2116-2127 [45] Hyland D C and Burnstein D.S (1985) The optimal projectionn equations for model reduction and the relationship among the methods of Wilson, Skelton and Moore IEEE Trans Auto, Contr., vol AC-30, no 12, pp.1201-1211 [46] Ì Emre Telatar (1999) Capacity of multiple-antenna Gaussian channels European Transactions on Telecommunications, vol 10, no 6, pp 585-595 [47] Isreal A R and Greville N E (1974) Generalized inverse: Theory and application Springer [48] J Cheng, NC Beaulieu (2002) Accurate DS-CDMA bit-error probability calculation in Rayleigh pha-đinh Wirel Commun IEEE Trans., vol.1, no.1, pp 3-15 [49] J Lehnert, M Pursley (1987) Error probabilities for binary direct-sequence spread-spectrum communications with random signature sequences Commun IEEE Trans., vol 35, no 1, pp 87-98 [50] J Lehnert, Prashant S Udupa (2007) Optimizing Zero-Forcing Precoders for MIMO Broadcast Systems Commun IEEE Trans., vol 55, pp 1516-1524 95 [51] J Kermoal, L Schumacher, K Pedersen, P Mogensen, and F Frederiksen (2002) A stochastic MIMO radio channel model with experimental validation IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol 20, no 8, pp 12111226 [52] J Qiao, X S Shen, J W Mark, Q Shen, Y He, L Lei (2015) Enabling deviceto-device communications in millimeter-wave 5G cellular networks IEEE Communications Magazine, vol 53, no 1, pp 209-215 [53] J.M Holtzman (1992) A simple, accurate method to calculate spread-spectrum multiple-access error probabilities Commun IEEE Trans., vol 40, no 3, pp 461-464 [54] J.M Holtzman (1994) DS/CDMA Successive Interference Cancellation IEEE Trans Signal Process., vol.3, pp 997 -1001 [55] Joham M., Utschick W., and Nossek J A (2005) Linear transmit processing in MIMO communications systems IEEE Trans Signal Process., vol 53, no.8, pp 2700-2712 [56] K.Fazel, S.Kaiser (2003) Multi-Carrier and Spread Spectrum Systems John Wiley and Sons, 380p [57] Kai Y., Zhiqin Z and Qing H.L (2013) Robust Adaptive Beamforming Against Array Calibration Errors Progress In Electromagnetics Research, vol 140, pp.341-351 [58] Kalman R E (1963) Mathematical description of linear systems SIAM Ƒ Control, vol 1, no 2, pp 152-192 [59] Kalmn R E (1982) On the decomposition of the reachable/observable canonical form SIAM J Contr Opt., vol 20, no.2, pp 408-413 [60] Karakayali, M.K., Foschini, G.J., Valenzuela, R.A (2006) Advances in smart antennas-Network coordination for spectrally efficient communications in cellular systems IEEE Wireless Communications, vol.13, no.4, pp 56-61 [61] Keke Zu (2013) Novel Efficient Precoding Techniques for Multiuser MIMO Systems Communications Research Group Department of Electronics, University of York [62] Kyung Seung Ahn (2009) Performance analysis of MIMO-MRC system in the presence of multiple interferers and noise over rayleigh pha-đinh channels IEEE Transactions on Wireless Communications, vol 8, no 7, pp: 3727-3735 96 [63] Kyungchul Kim, Jungwoo Lee, and Huaping Liu (2010) Spatial-CorrelationBased Antenna Grouping for MIMO Systems IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 59, no 6, pp 2898 – 2905 [64] Loan C F V (1976) Generalizing the singular value decomposition SIAM J on Numerical Analysis, vol 13, no 1, pp 76-83 [65] Lu Lu, Geoffrey Ye Li, A Lee Swindlehurst, Alexei Ashikhmin, Rui ZhangAn (2014) Overview of Massive MIMO: Benefits and Challenges IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing,vol.8, no.5, pp 742-758 [66] M Pursley, D Sarwate (1977) Performance evaluation for phase-coded spreadspectrum multiple-access communication - part ii: code sequence analysis Commun IEEE Trans, vol 25, pp 800-803 [67] M Elkashlan, T Q Duong, H.-H Chen (2014) Millimeter-wave communications for 5G: fundamentals: Part I IEEE Communications Magazine, vol 52, no 9, pp 52-54 [68] M Elkashlan, T Q Duong, H.-H Chen (2015) Millimeter-wave communications for 5G-Part 2: Applications IEEE Communications Magazine, vol 53, no 1, pp 166-167 [69] M Joham, W Utschick, J Nossek (2005) Linear transmit processing in MIMO communications systems, IEEE Transactions on Signal Processing, vol 53, no 8, pp 2700-2712 [70] M Juntti et al (2005) MIMO MC-CDMA communications for future cellular system IEEE Commun Mag., vol 43, no 2, pp 118-124 [71] M Sharif and B Hassibi (2005) On the Capacity of MIMO Broadcast Channels With Partial Side Information IEEE Transactions on Information Theory, vol 51, no 2, pp 506-522 [72] MO Sunay, PJ McLane (1996) Calculating error probabilities for DS-CDMA systems: when not to use the Gaussian approximation IEEE, pp 1744-1749 [73] MO Sunay, PJ McLane (1998) Probability of error for diversity combining in DS CDMA systems with synchronization errors Eur Trans Telecommun., vol 9, no 5, pp 449-463 [74] Moore B C (1981) Principal component analysis in linear systems: Controllability, observability, and model reduction IEEE Trans Auto, Contr., vol AC-26, no.1, pp.17-32 97 [75] N Ngajikin, N N Nik Abdul Malik, Mona Riza M Esa, Sevia M Idrus, Noorliza Ramli (2007) Performance Analysis of MIMO-CDMA System IEEE, pp 85-87 [76] Nassar, C.R., Natarajan, B , Shattil, S (1999) Introduction of carrier interference to spread spectrum multiple access IEEE Emerging Technologies Symposium Wireless Communications and Systems, pp 4.1-4.5 [77] Nathan S., Joseph T and Hagit M (2015) Optimal Cognitive Beamforming for Target Tracking in MIMO Radar/ Sonar IEEE of Selected Topics in Signal Processing, vol 9, no 8, pp.1440-1450 [78] Nguyen Thuy Anh, Nguyen Le Anh (2011) On the state-optimization approach to system problems: Closed-loop thinking solutions Tạp chí Khoa học Công nghệ, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Tập 49, Số 2, 2011, pp 9-25 [79] Omar A and Gustavo L (2013) Analytical Performance of GNSS Receivers using Interference Mitigation Techniques IEEE Trans Aerospace and Electronic Systems, vol 49, no 2, pp 885-906 [80] Paige C C and Saunders M A (1981) Towards a generalized singular value decomposition SIAM J on Numerical Analysis, vol 18, no 3, pp 398-405 [81] Park K.-H., Ko Y.-C., Alouini M.-S and Kim J (2009) Low complexity coordinated beamforming in 2-user MIMO systems Communications, 2009 ICC '09 IEEE International Conference on [82] Phong P D and Yem V V (2012) High rosolution agorithm for frequency difference of arrival estimation SEATUC, 6-8 March 2012, Bangkok, Thailand [83] R M Buehrer (2006) Code Division Multiple Access (CDMA) Morgan & Claypool Publishers [84] R Magueta, D Castanheira, S Rui and D Gameiro (2016) Non Linear SpaceTime Equalizer for Single-User Hybrid mmWave Massive MIMO Systems, 8th International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops, Lisbon, Portugal, vol 2016, pp – [85] R Magueta, D Castanheira, A Silva, R Dinis, A Gameiro (2017) Hybrid Iterative Space-Time Equalization for Multi-User mmW Massive MIMO Systems, IEEE Transactions on Communications, vol 65, no 2, pp 608 – 620 [86] R Sauleau, C A Fernandes, J R Costa (2005) Review of lens antenna design and technologies for mm-wave shaped-beam applications Antenna Technology 98 and Applied Electromagnetics [ANTEM 2005], 11th International Symposium on, pp 1-5 [87] RK Morrow Jr, JS Lehnert (1989) Bit-to-bit error dependence in slotted ds/ssma packet systems with random signature sequences Commun IEEE Trans., vol 37, pp 1052-1061 [88] S Cui, A J Goldsmith & A Bahai (2004) Energy-efficiency of MIMO and Cooperative MIMO in Sensor Networks IEEE J Select Areas of Commun vol.22, no.6, pp 1089-1098 [89] S Han, C I, Z Xu, C Rowell (2015) Large-scale antenna systems with hybrid analog and digital beamforming for millimeter wave 5G IEEE Communications Magazine, vol 53, no 1, pp 186-194 [90] S Hara and R Prasad (2003) Multi-CarrierTechniques for 4G Mobile Communications Artech House [91] S Hara, R Prasad (1997) Overview of multicarrier CDMA IEEE Commun Mag., vol 35, no 12, pp 126-133 [92] S L Loyka (2001) Channel capacity of MIMO architecture using the exponential correlation matrix IEEE Communications Letters, vol 5, no 9, pp 369-371 [93] San N N (1995) On an approach to the estimation of the state-variable descriptive parameters for linear continuous-time models Optimization, vol 33, no 3, pp 201-217 [94] San N N (1995) State-optimization menthod for order reduction of linear models and of state estimators, Optimization, vol 34, no.4, pp 341-357 [95] Satoshi Suyama, Tasuki Okuyama, Yuki Inoue, Yoshihisa Kishiyama (2015) 5G Multi-antenna technology NTT Docomo Technical Journal, vol 17, no.4, pp 29-39 [96] Sergio Verdu (1998) Multiuser Detection Cambridge University Press [97] Sergiy A.V., Alex B.G and Zhi-Quan Luo (2013) Robust Adaptive Beamforming Using Worst-Case Performance Optimization: A Solution to The Signal Mismatch Problem IEEE Trans Signal Processing, vol 51, no 2, pp 313 – 324 [98] Serguei B and Karim Abed-Meraim (2002) Reduced Rank Adaptive Filtering Using Krylov Subspace EURASIP J Applied Signal Processing, vol.17, no.8, 99 pp.1387-1400 [99] Shaowei Wang (2014) Cognitive Radio Networks ISBN 978-3-319-08936-2, Springer International Publishing, 104p [100] Skelton R.E (1980) Cost decomposition of linear system with application to model reduction International Journal of Control, vol 32, no.6, pp 1031-1055 [101] Song Xiao Ting, Zou Zhao Hui, Li Yu Gang (2000) Spectrum consideration for wireless communications in the twenty first century CEEM' 2000, 5.2000, pp 29-32 [102] Stefan Parkvall, Anders Furuskär, and Erik Dahlman (2011) Evolution of LTE toward IMT-advanced IEEE Communications Magazine, vol 49, no 2, pp 8491 [103] Stefania Sesia, Mr Matthew Baker, and Mr Issam Toufik, Eds (2009) LTE-the UMTS longterm evolution: from theory to practice Chichester, UK: John Wiley & Sons [104] Steve J Shattil (1999) Frequency-shifted feedback cavity used as a phased array antenna controller and carrier interference multiple access spread-spectrum transmitter Bằng sáng chế US5955992 [105] Steve J Shattil (2008) Multicarrier sub-layer for direct sequence channel and multiple-access coding Bằng sáng chế US7430257 [106] T E Bogale and L B Le (2014) Pilot optimization and channel estimation for multiuser massive MIMO systems Proc IEEE Conference on Information Sciences and Systems (CISS), Princeton, USA, Mar 2014 [107] T Imai, K Kitao, N Tran, et al (2015) Study on Propagation Characteristics for Design of Fifth-Generation Mobile Communication Systems: Frequency Dependency of Path Loss in 800 MHz to 37 GHz Band in Small-Cell Environment IEICE Technical report, vol 114, no 294, pp115-120 [108] T L Marzetta (2010) Noncooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas IEEE Trans Wireless Commun., vol 9, no 11, pp 3590-3600 [109] T Rappaport et al (2013) Millimeter wave mobile communications for 5G cellular: It will work! IEEE Access, vol 1, pp 335-349 [110] Udupa P S and Lehnert J S (2007) Optimizing zero-forcing precoders for 100 MIMO broadcast systems IEEE Trans Commun, vol 55, no.8, pp 1516-1524 [111] Vandendorpe L (1995) Multitone spread spectrum multiple access communications system in a multipath Rician pha-đinh channel IEEE Trans Vehicular Tech., vol 44, no 2, pp 327-337 [112] Volker Kiihn (2006) Wireless Communications over MIMO Channels John Wiley & Sons [113] W Mee Jang, L Nguyen, P Bidarkar (2006) MAI and ICI of synchronous downlink MC-CDMA with frequency offset Wirel Commun IEEE Trans., vol 5, no 3, pp 693-703 [114] W Jakes, ed (1974) Microwave Mobile Communications John Wiley [115] W Menzel, D Pilz, M Al-Tikriti (2002) Millimeter wave folded reflector antennas with high gain low loss and low profile IEEE Antennas and Propag Magazine, vol 44, no 3, pp 24-28 [116] Wilson D.A (1970) Optimum solution of model redution problem IEEE, vol.117, no 6, pp.1161-1165 [117] Xiaodong Wang, H Vincent Poor (2004) Wireless communication systems: Advanced techniques for signal reception Upper Saddle River, 682p [118] Xiaodong Wang, H.V Poor (1999) Space-time multiuser detection in multipath CDMA channels IEEE Transactions on Signal Processing, vol 47, no 9, pp 2356-2374 [119] Yonina C.Eldar (2006) Minimax MSE Estimation of Deterministic Parameters With Noise Covariance Uncertainties IEEE Trans Signal Processing, vol 54, no 1, pp 138-145 [120] Yue Rong, Y.C Eldar and A.B Gershman (2006) Performance tradeoffs among beamforming approaches 4th IEEE Workshop on Sensor Array and Multichannel Processing, pp 26-30 101 ... tin hệ [30, 70] Chương tập trung nghiên cứu vấn đề hệ thống MIMO MC- CDMA quy mô lớn làm tảng cho nghiên cứu chương 1.2 Mơ hình hệ thống MIMO- MC- CDMA quy mơ lớn 1.2.1 Hệ thống MIMO Hệ thống MIMO. .. muốn 1.2.2 Hệ thống MIMO quy mô lớn Hệ thống MIMO quy mô lớn (LS -MIMO) hệ thống sử dụng số lượng lớn anten, lên tới hàng trăm anten Hình 1.2 mô tả hệ thống MIMO quy mô lớn với hàng trăm anten... mơ hình hệ thống MIMO- MC- CDMA quy mơ lớn áp dụng cho hệ thống thông tin di động hệ sau  Nghiên cứu thuật toán sở kiến trúc mơ hình đề xuất để nâng cao hiệu hệ thống dựa lý thuyết hệ thống tiêu