Nghiên cứu các kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa trong hệ thống vô tuyến song công

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG DƯƠNG THẾ BÌNH NGHIÊN CỨU CÁC KỸ THUẬT GIẢM NHIỄU TỰ GIAO THOA TRONG HỆ THỐNG VÔ TUYẾN SONG CÔNG Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 60.52.02.03 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2016 Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN LÊ HÙNG Phản biện 1: PGS.TS NGUYỄN VĂN CƯỜNG Phản biện 2: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 26 tháng năm 2016 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: Trung tâm Thông tin Học liệu, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong hệ thống giao tiếp vô tuyến, với việc sử dụng không gian tự làm môi trường truyền dẫn, thông tin truyền từ thiết bị đầu cuối sang thiết bị đầu cuối khác sóng điện từ Với ưu điểm tính linh hoạt di động hệ thống vô tuyến nhận quan tâm đặc biệt từ nhà nghiên cứu năm gần Cùng với phát triển chưa có số lượng thiết bị di động liệu di động tạo động lực cho nghiên cứu phát triển hệ di động với tốc độ truyền liệu cao hơn, hiệu sử dụng phổ tần số tăng thời gian trễ thấp Với mục tiêu giải toán sử dụng tần số cách hiệu trở thành vấn đề thiết yếu Bởi băng tần tài ngun có giới hạn, bên cạnh giải pháp hiệu để tái sử dụng lại phổ tần chia sẻ băng tần mạng vô tuyến, năm gần truyền dẫn vô tuyến song công lên giải pháp cho phép truyền nhận liệu đồng thời kênh tần số Trở ngại lớn việc triển khai hệ thống vô tuyến song công ảnh hưởng nhiễu tự giao thoa, việc nghiên cứu biện pháp xử lý giảm nhiễu tự giao thoa vấn đề quan trọng, mang tính định khả hoạt động hệ thống vô tuyến song công Các nghiên cứu gần kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa như: giảm nhiễu miền không gian lan truyền, miền số miền tương tự đạt kết khả quan, cho thấy khả thi việc triển khai hệ thống truyền dẫn vô tuyến song công mạng di động hệ Trong luận văn khảo sát mơ hình hệ thống vô tuyến hoạt động chế độ song công Nghiên cứu kỹ thuật khử nhiễu tự giao thoa miền tương tự, miền số, miền không gian lan truyền hệ thống vô tuyến song công để đạt hiệu giảm nhiễu tốt Chú trọng đến kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa miền số, cụ thể sử dụng phương pháp ước lượng kênh truyền để giảm nhiễu Mô đánh giá kết đạt Từ vấn đề nêu với tầm nhìn tổng quan hướng nghiên cứu nay, chọn đề tài: “Nghiên cứu kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa hệ thống vơ tuyến song cơng” Mục đích nghiên cứu Mục tiêu đạt luận văn này: - Nghiên cứu mơ hình hệ thống vơ tuyến song cơng - Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa hệ thống vô tuyến song công Mô đánh giá kết giảm nhiễu miền số Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu a Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan vô tuyến song công - Nghiên cứu kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa môi trường không gian lan truyền - Nghiên cứu kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa miền tương tự - Nghiên cứu kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa miền số - Nghiên cứu chương trình mơ giảm nhiễu giao thoa miền số b Phạm vi nghiên cứu - Tìm hiểu lý thuyết chung hệ thống vô tuyến song công - Nghiên cứu kỹ thuật khử nhiễu tự giao thoa miền lan truyền không gian, miền tương tự, miền số - Mô đánh giá kết giảm nhiễu đạt ngôn ngữ MATLAB Phƣơng pháp nghiên cứu - Kết hợp nghiên cứu lý thuyết kỹ thuật giảm nhiễu mô kỹ thuật giảm nhiễu miền số nhằm giảm nhiễu tự giao thoa hệ thống vô tuyến song công Các bước tiến hành cụ thể sau: - Thu thập, phân tích tài liệu thơng tin liên quan đến đề tài - Nghiên cứu tìm hiểu kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa - Sử dụng phần mềm MATLAB để tính tốn, mơ kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa miền số - So sánh đánh giá kết đạt - Đề xuất, kiến nghị liên quan đến nội dung nghiên cứu Bố cục đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận hướng phát triển, tài liệu tham khảo, phụ lục, luận văn bao gồm chương sau: Chương 1: Tổng quan hệ thống vô tuyến song công Chương 2: Kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa miền không gian lan truyền Chương 3: Kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa miền tương tự Chương 4: Kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa miền số, mô đánh giá kết Tổng quan tài liệu Tài liệu nghiên cứu tham khảo báo khoa học, luận văn thạc sỹ từ trường đại học quốc gia khác giới, với trang web tìm hiểu Luận văn chắn khơng tránh khỏi sai sót, mong nhận góp ý Hội đồng để luận văn trở thành cơng trình thực có ích CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VƠ TUYẾN SONG CÔNG 1.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG Trong chương trình bày vấn đề như: - Các vấn đề hệ thống thông tin di động như: dự báo phát triển liệu di động, kỹ thuật OFDM hệ thống MIMO OFDM - Lý thuyết tổng quan hệ thống vô tuyến hoạt động chế độ song cơng: mơ hình hoạt động, cấu trúc thu phát song cơng - Phân tích ưu điểm nhược điểm bật hệ thống vô tuyến hoạt động chế độ song công 1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THƠNG TIN DI ĐỘNG Tính đến nay, hệ thống thông tin di động trải qua ba hệ, sử dụng rộng rãi hệ thứ ba (3G), chuẩn bị phổ biến hệ thứ tư (4G) bước thử nghiệm hệ thứ năm (5G) Hệ thống vô tuyến sông công nghiên cứu ứng dụng vào mạng 5G để giải vấn đề tối ưu hóa tài nguyên tần số có hạn 1.3 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA LƯU LƯỢNG DỮ LIỆU DI ĐỘNG 1.3.1 Lƣu lƣợng thoại liệu di động Dự báo Ericsson tăng trưởng lưu lượng di động tăng gấp 11 lần giai đoạn từ năm 2015-2021 Từ kết dự báo trên, hệ thống thông tin di động trở nên tắc nghẽn, đòi hỏi phải tăng lực mạng lưới Hình 1.1 Dự báo lưu lượng thoại liệu di động từ năm 20152021 1.3.2 Dung lƣợng hệ thống viễn thông di động 1.3.3 Tăng cƣờng lực hệ thống 1.4 TRUYỀN DẪN ĐA SÓNG MANG 1.4.1 Khái niệm 1.4.2 Kỹ thuật truyền dẫn OFDM 1.4.3 Q trình thu phát tín hiệu 1.4.4 Hệ thống MIMO OFDM 1.5 CÁC MƠ HÌNH HỆ THỐNG VÔ TUYẾN SONG CÔNG 1.5.1.Các phƣơng thức truyền dẫn bán song công a Ghép bán song công theo tần số (FDD: Frequency Division Duplex) b Ghép bán song công theo thời gian (TDD: Time Division Duplex) 1.5.2 Mơ hình hệ thống vơ tuyến song cơng Hình 1.2 mơ tả hệ thống vô tuyến song công so với TDD FDD, hệ thống vô tuyến truyền dẫn chế độ song cơng hiểu khả truyền nhận tín hiệu vô tuyến đồng thời khe thời gian tần số Hình 1.2 Hệ thống vô tuyến song công bán song công Chúng ta xem xét cấu trúc mạng chuyển tiếp, song hướng trạm gốc hoạt động song cơng hình dưới, với ưu điểm node truyền nhận liệu đồng thời, nhiên nhiễu tự giao thoa lớn 1.6 CẤU TRÚC BỘ THU PHÁT SONG CÔNG Đối với cấu trúc thu phát song công, thu có thành phần phức tạp phát thu cần có phận giảm nhiễu tự giao thoa Hình 1.3 Sơ đồ khối thu phát hệ thống song công 1.6.1 Bộ thu song công 1.6.2 Bộ phát song cơng 1.7 ƯU ĐIỂM HỆ THỐNG VƠ TUYẾN SONG CÔNG 1.7.1 Tăng dung lƣợng hệ thống Dung lượng hệ thống song công bán song công tính với SNR: RHD = log (1 + SNRAB) RFD = log (1 + SNRAB) (1.1) (1.2) Như dung lượng hệ thống với kết song công FD gấp đôi so với hệ thống với kết nối bán song công HD 1.7.2 Trạm gốc hoạt động chế độ song công 1.7.3 Ƣu điểm tầng MAC a Giải vấn đề node ẩn b Giải yếu tố công mạng 1.8 NHỮNG THÁCH THỨC TRONG VIỆC TRIỂN KHAI HỆ THỐNG VÔ TUYẾN SONG CƠNG 1.8.1 Nhiễu tự giao thoa (self-interference) Hình 1.4 Nhiễu tự giao thoa hệ thống vô tuyến song công Tại ăng ten thu Rx, tín hiệu nhận ăng ten truyền Tx Node phát lớn nhiều so sánh tín hiệu nhận từ ăng ten Tx Node 1.8.2 Thành phần phụ có cấu trúc phức tạp 1.8.3 Giới hạn dãi động chuyển đổi ADC Thông số dãi động chuyển đổi ADC đánh giá khả chịu tải ADC Bộ biến đổi tượng tự-số ADC có dải động giới hạn, với NADC số bit ADC cho phương trình sau: DR = 6.021NADC + 1.763 + 10 log 10 fs dB 2B (1.3) Ở fs tần số lấy mẫu; B dải thơng tín hiệu 10 log 10 fs dB độ lợi đạt thơng qua q trình lấy 2B mẫu 1.8.4 Lựa chọn hệ thống vô tuyến song công bán song công Thực so sánh hệ thống song công SISO với hệ thống bán song công với thu phát đa ăng ten MIMO 2x2 cho thấy lợi ích thực thu phát song công kết hợp MIMO dựa vào điều kiện kênh truyền khác 1.9 KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương này, tìm hiểu kiến thức chung hệ thống vơ tuyến song cơng Từ phân tích ưu điểm lợi ích hệ thống vơ tuyến song cho thấy vấn đề lớn việc triển khai hệ thống vô tuyến song công giảm nhiễu tự giao thoa Vì chương trình bày kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa CHƢƠNG KỸ THUẬT GIẢM NHIỄU TỰ GIAO THOA TRONG MIỀN KHÔNG GIAN LAN TRUYỀN 2.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG Trong chương trình bày kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa miền không gian khơng gian lan truyền như: 10 Hình 2.2 Giảm nhiễu tự giao thoa sử dụng ăng ten định hướng 2.3.3 Sử dụng bọc chắn hấp thụ chống nhiễu Hình 2.3 mô tả ăng ten định hướng sử dụng thiết bị AP với bọc chắn chống nhiễu đặt ăng ten mà không làm giảm vùng phủ sóng thay đổi mơ hình vùng trường xa ăng ten Hình 2.3 Sử dụng bọc chắn chống nhiễu với ăng ten định hướng Sử dụng bọc chắn vật liệu hấp thụ trường điện từ đặt cách ly ăng ten phát Tx ăng ten thu Rx dẫn đến nhiễu tự giao thoa từ ăng ten Tx tới ăng ten Rx bị suy giảm đáng kể Hình 2.4 Giảm nhiễu tự giao thoa sử dụng bọc chắn hấp thụ 11 2.3.4 Phân cực ăng ten Trong hệ thống vô tuyến thông thường, mục đích phải đạt hệ số phối hợp phân cực cao, để tỷ số SNR đường kết nối cao Tuy nhiên để giảm nhiễu tự giao thoa cần phân cực ngược để đạt hệ số phối hợp phân cực thấp, nhiễu tự giao thoa giảm thiểu tối đa Hình 2.5 Mô tả trạng thái phân cực ngược ăng ten Tx Rx làm giảm nhiễu tự giao thoa 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương này, tìm hiểu phương pháp giảm nhiễu tự giao thoa miền lan truyền không gian Các phương pháp tồn nhược điểm giảm hoàn toàn nhiễu tự giao thoa Chương trình bày phương pháp giảm nhiễu tự giao thoa miền tương tự CHƢƠNG KỸ THUẬT GIẢM NHIỄU TỰ GIAO THOA TRONG MIỀN TƢƠNG TỰ 3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG Thách thức lớn đối với việc triển khai hệ thống vô tuyến song công ảnh hưởng tín hiệu nhiễu tự giao thoa ăng ten truyền đến ăng ten nhận thu phát vô 12 tuyến Vậy để đạt hiệu tối đa, tín hiệu nhiễu tự giao thoa phải giảm mức nhiễu phía thu 3.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM NHIỄU TỰ GIAO THOA TRONG MIỀN TƯƠNG TỰ 3.2.1 Giảm nhiễu miền tƣơng tự sử dụng độ lệch pha Hình 3.1 Mơ hình Bố trí ăng ten khử nhiễu Với cách bố trí hai ăng ten hình 3.1 dẫn đến tín hiệu từ hai ăng ten truyền đến phía thu bị triệt tiêu, nhiễu tự giao thoa bị suy giảm 3.2.2 Giảm nhiễu miền tƣơng tự sử dụng điều chế Vector Hình 3.2 Sơ đồ khối QHx220 13 Tín hiệu đầu vào chia thành thành phần in-phase (I) quadrature (Q) Với thành phần Q lệch pha 900 so với thành phần I Thành phần I Q kết hợp để đạt góc độ dịch so với tín hiệu vào 3.2.3 Giảm nhiễu miền tƣơng tự sử dụng tín hiệu đảo Tín hiệu đảo tạo cách sử dụng balun transformer Tín hiệu đảo thơng qua dây dẫn tạo tín hiệu khử nhiễu Bộ trễ suy hao thụ động xấp xỉ tín hiệu khử nhiễu với nhiễu tự giao thoa Hình 3.3 Sơ đồ khối khử nhiễu tự giao thoa sử dụng tín hiệu đảo 3.2.4 Giảm nhiễu tín hiệu đảo với băng thơng rộng Sử dụng kỹ thuật tạo tín hiệu đảo với Balun cho hiệu tốt trường hợp sử dụng băng thông rộng so với kỹ thuật giảm nhiễu tạo tín hiệu lệch pha Hình 3.4 So sánh hiệu suất giảm nhiễu sử dụng Balun Phase Offset 14 3.2.5 Thuật toán tự động điều chỉnh trễ suy hao Mục đích thuật tốn điều chỉnh thay đổi giá trị G c  c để giảm thiểu lượng lại nhiễu tự giao thoa Hình 3.5 Cường độ tín hiệu thu RSSI tín hiệu sau thực giảm nhiễu với giá trị suy hao trễ thay đổi a Thuật toán tự động điều chỉnh với QHx220 Chỉ số cường độ tín hiệu thu RSSI thể hiệu suất giảm nhiễu miền tương tự, RSSI thấp cho thấy hiệu giảm nhiễu cao Mục đích thuật toán tự động điều chỉnh trường hợp tìm giá trị độ lợi G i G q QHx220 để tín hiệu đầu xấp xỉ với nhiễu tự giao thoa Hình 3.6 Sơ đồ khối giảm nhiễu Balun kết hợp với chip QHx220 tự động điều chỉnh suy hao trễ để đạt hiệu cao 15 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Để triển khai hệ thống vô tuyến song công cần thiết phải thực giảm nhiễu miền tương tự trước để tránh tượng bão hòa chuyển đổi ADC, sau tiếp tục loại bỏ hoàn toàn nhiễu tự giao thoa miền số Chương tiến hành mô dựa việc giảm nhiễu miền số phương pháp ước lượng kênh truyền hệ thống vô tuyến song công CHƢƠNG KỸ THUẬT GIẢM NHIỄU TỰ GIAO THOA MIỀN SỐ MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 4.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG Giảm nhiễu miền số tầng giảm nhiễu cuối với nhiệm vụ giảm toàn nhiễu giao thoa dư thừa sau thực giảm nhiễu miền tương tự 4.2 KỸ THUẬT GIẢM NHIỄU GIAO THOA TRONG MIỀN SỐ Hệ thống vô tuyến song công kết hợp kỹ thuật giảm nhiễu tương tự miền số giảm nhiễu giao thoa mức nhiễu máy thu Hình 4.1 Sơ đồ khối giảm nhiễu hệ thống song công kết hợp 16 Ta có X = (X[0], ,X[N-1]) chuỗi ký tự huấn luyện với N số lượng sóng mang ký tự OFDM, với M số (m) lượng ký tự OFDM Đặt Y , m = 1, ,M với giá trị tương ứng phía thu sau thơng qua kênh nhiễu tự giao thoa Thuật toán ước lượng LS đáp ứng kênh truyền sóng mang ^ k, H S [k] sau: ^ H S [k] = M   M (m)  Y  k        X  k   m1 (4.1) Ta có s[n] mẫu tín hiệu số biết thời điểm n đưa vào FIR Tín hiệu đầu i[n] lọc tích chập tuyến tính ^ đáp ứng xung kênh H S [n] tín hiệu phát s[n] N 1 ^ i[n ]   h s [k ]s[n  k ] (4.2) k 0 Tín hiệu đầu chuyển đổi tương tự số ADC cho bởi: N 1 N 1 k 0 k 0 r[n]   hd [k ]d [n  k ]   hs [k ]s[n  k ]  z[n] (4.3) residual _ self  int erference desired _ signal ^ Tín hiệu nhận sau thực giảm nhiễu miền số r [n] ^ r [n ]  r[n ]  i[n ] N 1  N 1  h [k ]d [n  k ]   (h [k ]  h d k 0 (4.4) ^ s s [k ]) s[n  k ]  z[n] k 0 4.3 ƯỚC LƯỢNG KÊNH TRUYỀN CHO HỆ THỐNG MIMO FULL DUPLEX 17 4.3.1 Mơ hình tín hiệu phát Baseband Tx Data QAM Modulation SI Regeneration OFDM Modulation DAC Tx Rx Rx Tx Tx Radio SI Channel Estimation Digital SIC Baseband Rx Data FFT CP Removal ADC x Radio RF SIC Hình 4.2 Sơ đồ hệ thống MIMO Bi-Directional Full duplex Tín hiệu băng gốc truyền tín hiệu OFDM thứ m ăng ten phát thứ t node A B xn(t,m) , xn(t,m) Tín hiệu truyền sau: ) xn( t, m  N 1 N X N N 1 k 0 (t ) k ,m  j 2kn  exp    N  (4.5) ) xn( t, m  X k 0 (t ) k ,m  j 2kn  exp    N  Trong : n  N g , ,0, , N  1 : mẫu thời gian thứ n , N g chiều dài CP X k(t,m) , X k(t,m) : sóng mang điều chế liệu (hoặc pilot) thứ k ký tự OFDM thứ m ăng ten phát thứ t node B, node A 4.3.2 Mơ hình kênh truyền h ( r )  [h0( r ,1) , , hL( r,1) , , h0( r , Nt ) , , hL( r,1Nt ) ]T ( r , Nt ) h ( r )  [h0( r ,1) , , hL( r,1) , , hL( r,1Nt ) ]T , , h0 (4.6) 18 Trong : h( r ) tập hợp hệ số kênh truyền từ tất ăng ten phát node A đến ăng ten thu r h( r ) tập hợp hệ số kênh truyền từ tất ăng ten phát node B đến ăng ten thu r node A 4.3.3 Mơ hình tín hiệu thu Sau loại bỏ CP phía thu, mẫu nhận thứ n ký tự OFDM thứ m ăng ten thu thứ r node A biểu diễn sau : Nt L 1 Nt L 1 yn( r,m)   hl( r ,t ) xn( t)l ,m   hl( r ,t ) xn( t)l ,m  zn( r,m) t 1 l  (4.7) t 1 l  Trong đó: xn(t,m) : tín hiệu nhiễu tự giao thoa node A xn(t,m) : tín hiệu phát mong muốn từ node B 4.3.4 Ƣớc lƣợng kênh truyền Tín hiệu thu ym lúc viết lại : ym( P )  htotal Dm  zm (4.8) Trong : htotal  [h h ]T : ma trận tổng kênh truyền kênh T T nhiễu giao thoa kênh mong muốn 19 Dm  [ I ( Nr )  X m , I ( Nr )  X m ] : ma trận tập hợp ký tự pilot nhiễu giao thoa ký tự pilot mong muốn gửi từ node B tới node A zm : thành phần nhiễu tín hiệu thu Uớc lượng kênh truyền theo phương pháp LS cho : htotal  LS  M     DmH Dm   m1  1 M D m 1 H m ym( P ) (4.9) Với M số ký tự pilot truyền 4.3.5 Giảm nhiễu khơi phục tín hiệu Tín hiệu thu biểu diễn sau: L 1 L 1 l 0 l 0 yn , md   hl xn l ,md   (hl  hl ) xn l ,md zn ,md L 1 =  hl xnl ,md  z 'n,md (4.10) l 0 Với hl : ước lượng kênh truyền nhiễu giao thoa SI L 1 z 'n ,md   (hl  hl ) xn l ,md  zn ,md : tổng nhiễu giao thoa dư thừa l 0 nhiễu trắng Gaussian Sau loại bỏ CP biến đổi FFT, mẫu thu miền tần số sau: N 1   j 2kn  yn ,md exp    N N n 0   =X 'k ,md H 'k ,md  Z 'k ,md Yk ,md  (4.11) 4.4 MÔ PHỎNG GIẢM NHIỄU VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 4.4.1 Tiêu chí đánh giá hệ thống 4.4.2 Lƣu đồ thuật tốn 20 4.4.3 Mơ việc ƣớc lƣợng kênh truyền hệ thống Full-duplex MSE of Block fading CIR estimates using LS -1 10 Block-fading for Desired Block-fading for interference -2 10 -3 MSE 10 -4 10 -5 10 -6 10 -7 10 10 15 SNR(dB) 20 25 30 Hình 4.3 Ước lượng kênh truyền kênh tín hiệu mong muốn kênh nhiễu tự giao thoa 4.4.4 Mô đánh giá tỉ lệ lỗi bit trƣớc sau giảm nhiễu giao thoa SI theo SNR BER with ML detection 10 -1 Bit Error Rate 10 -2 10 -3 10 BER-Self Interference BER-Digital-Cancellation -4 10 10 15 SNR (dB) 20 25 30 Hình 4.4 Tỉ lệ lỗi bit hệ thống trước sau giảm nhiễu 21 4.4.5 Mô đánh giá tỉ lệ lỗi bit sau giảm nhiễu giao thoa SI theo SNR hệ thống SISO MIMO phân bố thông tin pilot Digital Cancellation with SISO 10 -1 Bit Error Rate 10 -2 10 -3 10 Pilot SISO 28.5% Pilot SISO 14.2% Pilot SISO 4.76% -4 10 10 15 SNR (dB) 20 25 30 Hình 4.5 Tỉ lệ lỗi bit hệ thống song công SISO sau giảm nhiễu với tỷ lệ pilot khác Digital Cancellation with MIMO 2X2 10 -1 Bit Error Rate 10 -2 10 Pilot MIMO 2x2 28.5% Pilot MIMO 2x2 14.2% Pilot MIMO 2x2 4.76% -3 10 -4 10 10 15 SNR (dB) 20 25 30 Hình 4.6 Tỉ lệ lỗi bit hệ thống MIMO 2x2 sau giảm nhiễu với tỷ lệ pilot khác 22 4.4.6 Mô ảnh hƣởng việc điều chế số kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa BER with ML detection 10 -1 Bit Error Rate 10 -2 10 -3 10 BER-BPSK BER-4QAM BER-16QAM -4 10 -5 10 10 15 SNR (dB) 20 25 30 Hình 4.7 Tỉ lệ lỗi bit theo kiểu điều chế sóng mang 4.4.7 Nhận xét hiệu kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa miền số Sự xác việc ước lượng kênh truyền ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa miền số Khi sử dụng ước lượng LS với số lượng vị trí chèn mẫu pilot thay đổi, tỷ lệ BER thay đổi BER giảm số mẫu pilot lớn Tỉ số BER thu hệ thống MIMO đa anten lớn nhiều so với hệ thống SISO đơn anten Chứng tỏ thành phần chồng chập tín hiệu từ anten phát ảnh hưởng khơng đến hệ thống 23 4.5 KẾT LUẬN Trong chương này, việc mô thực lớp vật lý Đối với lớp cao hơn, chất lượng tốt nhờ vào mã hóa (mã hóa nguồn, mã hóa kênh) phát sửa lỗi So sánh với kỹ thuật giảm nhiễu khác, giảm nhiễu miền số sử dụng phương pháp ước lượng kênh truyền đơn giản hơn, nhiên hiệu suất giảm nhiễu bị giới hạn Qua thấy tác động nhiễu tự giao thoa lên hệ thống lớn q trình khơi phục liệu KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Với ưu điểm đáng kể hệ thống vô tuyến song công ứng dụng nhiều hệ thống viễn thông tốc độ cao hệ Trở ngại lớn việc triển khai hệ thống vô tuyến song công ảnh hưởng nhiễu tự giao thoa, việc nghiên cứu biện pháp xử lý, kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa SI vấn đề quan trọng, cần thiết mang tính định Các nghiên cứu gần kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa như: giảm nhiễu miền lan truyền, giảm nhiễu miền số, giảm nhiễu miền tương tự đạt kết khả quan, đáp ứng yêu cầu triển khai hệ thống vô tuyến song công mạng di động hệ KIẾN NGHỊ Đề tài nghiên cứu kỹ thuật giảm nhiễu giao thoa, tập trung vào giảm nhiễu giao thoa miền số sử dụng phương pháp ước lượng đáp ứng kênh truyền truyền dẫn song công MIMOOFDM Tuy nhiên, việc mô ước lượng kênh truyền với vấn đề độ lệch tần số CFO giả thiết hoàn hảo, vấn đề đồng 24 tần số lấy mẫu thời điểm lấy mẫu chưa giải Nếu có điều kiện đề tài phát triển thêm ước lượng đồng thời độ lệch tần số sóng mang, độ lệch tần số mẫu đáp ứng kênh truyền, tính tốn đồng tần số lấy mẫu thời điểm lấy mẫu tín hiệu phát để thu tín hiệu đạt hiệu suất cao nữa, yếu tố gây ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống vô tuyến song công nhiễu pha, nhiễu phi tuyến cần nghiên cứu sâu kết hợp kỹ thuật giảm nhiễu khác Trong thực tế, với kỹ thuật giảm nhiễu nghiên cứu suy giảm nhiễu hồn tồn, tồn thành phần dư thừa nhiễu tự giao thoa hệ thống thơng tin di động có cơng suất phát lớn, dư thừa tác động khơng đến chất lượng hệ thống Luận văn dừng mức sử dụng phương pháp ước lượng kênh truyền hệ thống full-duplex để giảm nhiễu tự giao thoa dư thừa sau thực giảm nhiễu miền số Đây đề tài hấp dẫn, mang tính ứng dụng cao nên có nhiều hướng phát triển khai thác tương lai ... quan vô tuyến song công - Nghiên cứu kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa môi trường không gian lan truyền - Nghiên cứu kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa miền tương tự - Nghiên cứu kỹ thuật giảm nhiễu. .. nhiễu giao thoa dư thừa sau thực giảm nhiễu miền tương tự 4.2 KỸ THUẬT GIẢM NHIỄU GIAO THOA TRONG MIỀN SỐ Hệ thống vô tuyến song công kết hợp kỹ thuật giảm nhiễu tương tự miền số giảm nhiễu giao thoa. .. hướng nghiên cứu nay, chọn đề tài: Nghiên cứu kỹ thuật giảm nhiễu tự giao thoa hệ thống vô tuyến song cơng” Mục đích nghiên cứu Mục tiêu đạt luận văn này: - Nghiên cứu mơ hình hệ thống vô tuyến song