Kỹ thuật cấp phát kênh động cho mạng thông tin di động sử dụng công nghệ mimo ofdma

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ============= NGUYỄN QUỐC KHƯƠNG KỸ THUẬT CẤP PHÁT KÊNH ĐỘNG CHO MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ MIMO-OFDMA LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI -2011 ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ============= NGUYỄN QUỐC KHƯƠNG KỸ THUẬT CẤP PHÁT KÊNH ĐỘNG CHO MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ MIMO-OFDMA Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 62.52.70.05 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Quốc Trung PGS.TS Nguyễn Văn Đức HÀ NỘI -2011 iii Lời cam ñoan Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tác giả, không chép người Các số liệu kết nêu luận án hồn tồn trung thực chưa cơng bố Tác giả luận án Nguyễn Quốc Khương iv Lời cảm ơn Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Quốc Trung PGS.TS Nguyễn Văn Đức người nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ tơi nhiều q trình nghiên cứu hồn thành Luận án Cũng xin chân thành cảm ơn Viện sau Đại học, Bộ môn Kỹ thuật thông tin- Khoa Điện tử -Viễn thông – Trường Đại học Bách khoa Hà nội tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành nhiệm vụ nghiên cứu Tơi bày tỏ lịng biết ơn đến Gia đình tơi Bố mẹ, anh chị em bạn bè người ủng hộ động viên giúp đỡ tơi thời gian làm luận án NCS Nguyễn Quốc Khương v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ……………………………………………………………… LỜI CẢM ƠN ………………………………………………………………… MỞ ĐẦU ………………………………………………………………………… 1 Mục đích nghiên cứu ………………………………………………………….1 Cấu trúc luận án……………………………………………………….…… CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KÊNH VÔ TUYẾN 1.1 Hệ thống anten thu phát - kênh SISO 1.1.1 Đặc ñiểm phân bố dung lượng kênh truyền 1.1.2 Dung lượng hệ thống đa sóng mang SISO-OFDM 12 1.2 Hệ thống nhiều anten thu phát - kênh MIMO 14 1.2.1 Mơ hình dung lượng kênh MIMO 14 1.2.1.1 Tầm quan trọng giá trị kỳ dị nhỏ 15 1.2.1.2 Dung lượng hệ thống đóng (Closed loop) - kênh khơng tương quan 16 1.2.2 Trường hợp kênh có tương quan (Correlated channel) 17 1.2.3 Dung lượng hệ thống ña sóng mang MIMO-OFDM 20 1.2.4 Ước lượng kênh khôi phục liệu hệ thống OFDM MIMOOFDM 21 1.2.5 Ước lượng kênh cho hệ thống SISO-OFDM 21 1.2.5.1 Ước lượng theo phương pháp bình phương nhỏ (LS) 22 1.2.5.2 Ước lượng theo phương pháp tối thiểu hóa sai lỗi bình phương nhỏ (MMSE) 23 1.2.6 Ước lượng kênh cho hệ thống MIMO-OFDM 24 1.2.7 Khôi phục liệu MIMO-OFDM 27 1.3 Kết luận 29 CHƯƠNG TIỀN MÃ HÓA CHO HỆ THỐNG MIMO-OFDM 30 2.1 Tổng quan kỹ thuật tiền mã hóa 31 2.1.1 Tiền mã hóa cho hệ thống SISO 31 2.1.2 Tiền mã hóa cho hệ thống MIMO 32 2.2 Tiền mã hóa cho hệ thống MIMO-OFDM 33 2.2.1 Thiết kế bảng mã 36 2.2.2 Phương pháp lựa chọn ma trận tiền mã hóa 38 vi 2.3 Kết mô 38 2.4 Kết luận 41 CHƯƠNG CẤP PHÁT KÊNH CHO MẠNG DI ĐỘNG DÙNG CÔNG NGHỆ OFDMA 42 3.1 Nguyên lý OFDMA 43 3.2 Trường hợp hệ thống ô với nhiều thuê bao 47 3.2.1 Tổng quan phương pháp cấp phát kênh cho hệ thống OFDMA 47 3.2.1.1 Một số nghiên cứu ñiều chế thích ứng cho hệ thống OFDMA 48 3.2.1.2 Kỹ thuật cấp phát dựa tính phân tập người sử dụng (MultiUser Diversity) 50 3.2.2 Dung lượng kênh Rayleigh nhiều người dùng 50 3.2.2.1 Trường hợp có điều khiển cơng suất 50 3.2.2.2 Trường hợp khơng điều khiển cơng suất 52 3.2.3 Phương pháp cấp phát kênh ñộng tối ña dung lượng 54 3.2.3.1 Mơ tả thuật tốn cấp phát kênh 55 3.2.3.2 Kết mô 57 3.3 Trường hợp mạng nhiều ô với nhiều thuê bao 59 3.3.1 Khái niệm cấp phát kênh cho hệ thống mạng nhiều ô 59 3.3.1.1 Mơ hình cấp phát kênh 60 3.3.1.2 Tái sử dụng tần số 61 3.3.2 Tổng quan phương pháp cấp phát kênh cho mạng nhiều ô 62 3.3.3 Cơ sở lý thuyết cấp phát kênh OFDMA cho trường hợp nhiều ô 65 3.3.4 Dung lượng tối đa mạng nhiều 66 3.3.4.1 Trường hợp mạng gồm ô 66 3.3.4.2 Trường hợp tổng quát mạng gồm nhiều 69 3.3.4.3 Tính gần ñúng dung lượng tối ña hệ thống 71 3.3.5 Đề xuất phương pháp cấp phát kênh theo vị trí 75 3.3.5.1 Mơ hình hệ thống 77 3.3.5.2 Thuật toán cấp phát kênh theo vị trí 78 3.3.5.3 Kết mô 80 3.3.6 Đề xuất phương pháp cấp phát kênh ñảm bảo chất lượng dịch vụ 89 3.3.6.1 Mơ hình hệ thống 89 3.3.6.2 Thuật tốn cấp phát kênh đề xuất 89 3.3.6.3 Kết mô 93 3.3.7 So sánh ưu nhược ñiểm phương pháp cấp phát kênh 96 3.4 Kết luận 97 vii CHƯƠNG CẤP PHÁT KÊNH CHO MẠNG DI ĐỘNG DÙNG CÔNG NGHỆ MIMO-OFDMA 100 4.1 Trường hợp mạng ô với nhiều thuê bao 101 4.1.1 Các ñặc ñiểm hệ thống MIMO-OFDMA 101 4.1.1.1 Dung lượng hệ thống 101 4.1.1.2 Trường hợp có điều khiển cơng suất 102 4.1.1.3 Trường hợp không ñiều khiển công suất 103 4.1.2 Tổng quan phương pháp cấp phát kênh MIMO-OFDMA 104 4.1.3 Đề xuất phương pháp cấp phát kênh cho hệ thống MIMO-OFDMA 106 4.1.3.1 Mơ hình hệ thống 106 4.1.3.2 Kết mô nhận xét 109 4.2 Trường hợp mạng nhiều ô 112 4.2.1 Mơ hình hệ thống 114 4.2.2 Thuật tốn cấp phát kênh tiền mã hóa cho hệ thống MIMO-OFDMA 116 4.2.3 Kết mô 118 4.3 Kết luận 120 KẾT LUẬN ….……………………………………………………………………….…………… 121 ……… 125 ……….…… ………………………………… ……………… 126 DANH SÁCH CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ TÀI LIỆU THAM KHẢO viii CÁC TỪ VIẾT TẮT AMC Adaptive Modulation and Codding Mã hóa điều chế thích ứng AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu trắng (nhiễu cộng) A/D Analog/Digital Chuyển ñổi Tương tự/Số BER Bit Error Ratio Tỷ lệ bit lỗi BS Base Station Trạm thu phát gốc CCI Co-Channel Interference Nhiễu ñồng kênh CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CP Cyclic Prefix Tiền tố lặp CSI Channel State Information CSMA/ CD DAB Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect Digital Audio Broadcasting Thông tin trạng thái kênh truyền Đa truy nhập theo cảm nhận sóng mang có phát xung đột Phát số DCA Dynamic Channel Allocation Cấp phát kênh ñộng DSA Dynamic Subcarrier Allocation Cấp phát sóng mang ñộng DL DownLink Đường xuống DVB-T Truyền hình số mặt đất FDD Digital Video Broadcasting – Terrestrial Frequency Division Duplex FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số FFT Fast Fourier Transform Chuyển ñổi Furier nhanh GI Guard Interval Khoảng bảo vệ HIPER LAN/2 IEEE Mạng cục chất lượng cao kiểu ISI High Performance Local Area Network type Institute of Electrical and Electronic Engineers Inter-Symbol Interference ICI Inter-Channel Interference Nhiễu xuyên kênh Song công phân chia theo tần số Viện kỹ sư ñiện điện tử Nhiễu xun kí hiệu ix LS Least square Bình phương nhỏ MAI Multiple Access Interference Nhiễu ña truy nhập MIMO Multiple Input Multiple Output MISO Multiple Input Single Output Hệ thống nhiều ñầu vào nhiều ñầu Hệ thống nhiều ñầu vào ñầu MMSE Minimum Mean Square Error Trung bình bình phương tối thiểu MS Mobile Station Trạm di ñộng OFDM QAM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Orthogonal Frequency Division Multiple Access Quadrature amplitude modulation Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao Điều chế biên ñộ cầu phương RF Radio Frequency Tần số vơ tuyến SER Symbol Error Ratio Tỷ lệ lỗi kí hiệu SISO Single Input Single Output Hệ thống ñầu vào ñầu SIMO Single Input Multiple Output Hệ thống ñầu vào nhiều ñầu SNIR SNR Signal to Interference-plus-Noise Ratio Signal to Noise Ratio Tỷ lệ tín hiệu tạp âm cộng nhiễu Tỷ lệ tín hiệu tạp âm STC Space-Time Coding Mã hóa khơng gian thời gian TDD Time Division Duplex Song công phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access UL Up Link Đa truy cập phân chia theo thời gian Đường lên Wifi Wireless Fidelity Mạng không dây chuẩn 802.11 WF Water Filling Phương pháp ñổ nước WiMax Worldwide Interoperability for Microwave Access Zero Forcing Khả khai thác liên mạng tồn cầu truy cập vi ba Bộ lọc ép không OFDMA ZF x CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN ρ Tỷ số công suất tín hiệu cơng suất nhiễu (SNR) κ Tỷ số bán kính hai vịng trong τ Trễ truyền dẫn kênh truyền η Hiệu tái sử dụng tần số λ Giá trị kỳ dị ma trận ε Bậc tổn hao không gian tự β Biến có giá trị thay đổi tùy thuộc vào môi trường biểu diễn tổn hao kênh truyền σ2 Biểu diễn phương sai nhiễu cộng µ 1/ µ tương ñương với ñộ cao cột nước thuật tốn “đổ nước” δ Phương sai biến ngẫu nhiên độc lập có phân bố Gauss ξ Thành phần trung bình tín hiệu tổng hợp phân bố Rice ν Biên ñộ ñỉnh thành phần LOS phân bố Rice τ Trễ truyền dẫn kênh truyền |.| Phép tính det ma trận ||.||p Tính norm cấp p ma trận (.)H Chuyển vị lấy liên hiệp phức cho ma trận hay biến ⊗ Phép nhân Kronecker cho ma trận CN(0,σ2) Biểu diễn phân bố chuẩn có giá trị trung bình khơng phương sai σ2 fD Tần số doppler Ht+ Nghịch ñảo Moore-Penrose ma trận IM Ma trận ñơn vị có kích thước M×M Lc Độ dài kênh vơ tuyến – tính số mẫu tín hiệu |M| Đối với tập M dùng để tính số phần tử tập M – Biểu thức 121 KẾT LUẬN Luận án ñã nghiên cứu kỹ thuật cấp phát kênh động cho mạng thơng tin di động sử dụng cơng nghệ MIMO-OFDMA Qua luận án, tác giả xây dựng cách có hệ thống đặc điểm dung lượng kỹ thuật cấp phát kênh cho hệ thống vô tuyến sử dụng công nghệ OFDMA MIMO-OFDMA có đặc điểm xem xét sau - Các hệ thống có từ đến nhiều anten thu phát - Có từ đến nhiều th bao - Có từ đến nhiều tái sử dụng 100% hay phần tần số Các kết ñạt ñược luận án kết mang tính lý thuyết Đây đóng góp luận án vào lý thuyết hệ thống thông tin vô tuyến nước giới chia thành nhóm với nội dung sau: Kết nghiên cứu áp dụng kỹ thuật tiền mã hóa nhằm nâng cao hiệu sử dụng phổ tần mạng thông tin di động sử dụng cơng nghệ MIMO-OFDMA: Kết chia thành hai kết nhỏ áp dụng cho trường hợp hệ thống ô nhiều ô a Nâng cao hiệu sử dụng băng tần hệ thống MIMO-OFDM kỹ thuật tiền mã hóa Ở mục tiêu này, tác giả nghiên cứu áp dụng phương pháp so sánh ma trận để tìm ma trận tiền mã hóa tối ưu để mã hóa liệu trước truyền Kết cho thấy hiệu sử dụng băng tần hệ thống tăng lên áp dụng tiền mã hóa cho hai trường hợp kênh khơi phục hồn hảo khơng hồn hảo [46] b Nghiên cứu ảnh hưởng nhiễu ñồng kênh ñến hiệu việc tiền mã hóa mạng di ñộng nhiều ô sử dụng công nghệ MIMO-OFDMA Trong phần tác giả áp dụng kỹ thuật cấp phát kênh theo vị trí cho trường hợp 122 kênh truyền BS MS kênh MIMO sử dụng kỹ thuật tiền mã hóa để nâng cao thơng lượng hệ thống Để thực việc cấp phát kênh cho thuê bao, tỷ số tín hiệu nhiễu ñồng kênh nhiễu trắng cho trường hợp kênh MIMO tính tốn dựa giá trị kỳ dị nhỏ kênh Sau kênh ñược cấp phát, tín hiệu liệu trước truyền tiền mã hóa ma trận tiền mã hóa tối ưu ñược nhận biết trước bên phát thu Kết cho thấy trường hợp cấp phát kênh MIMO việc áp dụng phương pháp cấp phát kênh theo vị trí nâng cao dung lượng ñảm bảo chất lượng dịch vụ hệ thống Việc áp dụng kỹ thuật tiền mã hóa trường hợp có ảnh hưởng nhiễu đồng kênh giúp nâng cao thông lượng hệ thống so với trường hợp khơng áp dụng tiền mã hóa có điều kiện hạn chế dung lượng kênh hồi tiếp Đề xuất phương pháp cấp phát kênh ñộng cho mạng di động sử dụng cơng nghệ OFDMA dựa thơng tin vị trí th bao: Tác giả có sáng tạo áp dụng phương pháp cấp phát kênh theo vị trí cho thuê bao mạng di ñộng sử dụng tần số hay phần tần số Các kết nghiên cứu áp dụng cho hệ thống nhiều chia thành hai trường hợp có nhận biết khơng nhận biết vị trí th bao a Trường hợp có nhận biết vị trí th bao [5], thơng qua nhận biết vị trí thuê bao, việc cấp phát kênh cho thuê bao BS thực dựa việc xác ñịnh mức ngưỡng nhiễu ñồng kênh cho trước phải đảm bảo sóng mang cấp phát cho th bao khơng làm ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu th bao cũ hoạt động Việc mơ thực trường hợp cấp phát kênh ngẫu nhiên cấp phát kênh có lựa chọn MS tối ưu Trong trường hợp kỹ thuật điều khiển cơng suất khơng điều khiển cơng suất nghiên cứu phân tích Kết cho thấy hiệu sử dụng phổ tần số lượng sóng mang cấp phát 123 cho hệ thống ñược cải thiện chất lượng hoạt ñộng thuê bao hệ thống ñược ñảm bảo b Trường hợp khơng nhận biết vị trí th bao [45]: Khơng giống trường hợp cấp phát kênh nhận biết theo vị trí thuê bao, trường hợp tác giả thực việc cấp phát kênh cho hệ thống mạng nhiều ô tái sử dụng 100% tần số ñảm bảo chất lượng dịch vụ cho thuê bao hệ thống thông qua kỹ thuật dự đốn nhiễu đồng kênh Việc dự đốn ảnh hưởng nhiễu ñồng kênh ñến thuê bao ñang hoạt động cấp phát sóng mang cho thuê bao ñảm bảo ñược chất lượng dịch vụ hệ thống Kết mô cho thấy chất lượng hệ thống ñược ñảm bảo cải thiện tốt so với hệ thống khác [45] Đề xuất ñược phương pháp cấp phát kênh ñộng cho mạng di ñộng sử dụng công nghệ MIMO-OFDMA biết trạng thái kênh truyền Trong trường hợp hệ thống MIMO-OFDMA tác giả ñã áp dụng phương pháp cấp phát kênh dựa việc tính tốn tỷ số tín hiệu nhiễu (SNR) kênh MIMO theo phương pháp ZF MMSE Thêm vào đó, tác giả nghiên cứu ảnh hưởng ñộ dài khung truyền dẫn ảnh hưởng tần số Doppler ñến hiệu việc cấp phát Kết cho thấy dung lượng hệ thống tăng lên tăng số lượng thuê bao hồn tồn bị ảnh hưởng độ dài khung truyền tần số Doppler [44] Từ kết ñạt ñược luận án nhận xét rằng: Có đặc điểm chung trường hợp kênh (Rayleigh) pha-dinh biến thiên theo thời gian tần số dung lượng hệ thống phụ thuộc tăng lên số lượng MS tăng Do tận dụng đặc điểm kênh vơ tuyến nhiều người dùng làm tăng hiệu sử dụng phổ tần mạng Đối với mạng nhiều ô, dung lượng tối ña hệ thống tăng tăng số lượng thuê bao Dung lượng thực hệ thống hoàn toàn phụ thuộc vào kỹ thuật cấp phát Do thuật toán cấp phát kênh phải ñảm bảo cho nhiễu ñồng kênh 124 hệ thống tối thiểu dung lượng hiệu cấp phát lớn Các phương pháp cấp phát kênh theo vị trí hay theo chất lượng dịch vụ hệ thống đảm bảo điều Tuy nhiên thấy việc cấp phát kênh ưu tiên cho dung lượng tối ưu so với phương pháp cấp phát kênh đảm bảo quyền bình đẳng th bao Ngồi việc áp dụng kỹ thuật cấp phát kênh tốt hiệu sử dụng phổ hệ thống cải thiện thêm nhờ vào kỹ thuật mã hóa tiền mã hóa Trong luận án trình bày việc áp dụng kỹ thuật tiền mà hóa cho hệ thống mạng di ñộng Nhược ñiểm việc áp dụng tiền mã hóa u cầu thơng tin đặc tính kênh truyền phải ñược nhận biết bên phát Tuy nhiên ưu ñiểm tiền mã hóa nâng cao hiệu sử dụng băng thơng hệ thống đảm bảo công suất phát thuê bao không thay ñổi Phương hướng phát triển ñề tài: Các nghiên cứu thực luận án nhằm phục vụ cho hướng phát triển tương lai hệ thống di ñộng 3G,4G với nhiều người sử dụng Các hướng nghiên cứu phát triển dựa đề tài - Mở rộng nghiên cứu kỹ thuật hiệu cấp phát kênh cho hệ thống sử dụng kỹ thuật TDD mạng Adhoc - Nghiên cứu nâng cao hiệu sử dụng phổ kỹ thuật tiền mã hóa hệ thống nhiều với nhiều anten thu phát hoạt động có kết hợp BS 125 DANH SÁCH CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ [1] Nguyễn Quốc Khương, Nguyễn Văn Đức, Nguyễn Quốc Trung, “Phương pháp cấp phát kênh động cho mạng thơng tin di động sử dụng kỹ thuật đa truy nhập OFDMA”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật cơng nghệ Trường đại học kỹ thuật, Số 76- năm 2010, trang 1-6 [2] Quoc Khuong Nguyen, Van Duc Nguyen, Quoc Trung Nguyen, Thị Minh Tu Nguyen, “A Precoding method for closed-loop MIMO-OFDM systems", International Conference on Advanced Technologies for Communication-ATC-102008, page 435-437 [3] Nguyễn Quốc Khương, Nguyễn Văn Đức , Nguyễn Quốc Trung, “Phương pháp cấp phát kênh động dựa thơng tin vị trí thuê bao ứng dụng cho mạng tổ ong OFDMA-FDD”, Tạp chí khoa học cơng nghệ truyền thơng , Tập V-1 số 3(23) – tháng 5-2010, trang 29-36 [4] Quoc Khuong Nguyen, Văn Duc Nguyen, Quoc Trung Nguyen, Duyen Trung Ha, “A channel allocation method for multi-cells OFDMA-FDD networks”, The Third International Conference on Communications and Electronics (ICCE 2010), page 232 – 236, Nha Trang 8-2010 [5] Quoc Khuong Nguyen, Văn Duc Nguyen, Quoc Trung Nguyen, Minh Hung Dao, “Proposal of a dynamic channel allocation method for MIMO-OFDMA system”, Journal on Information Technologies and Conmmunication, Vol E-1, No 2-12-2009, page 40-46 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Nguyễn Văn Đức, Vũ Văn Yêm, Đào Ngọc Chiến, Nguyễn Quốc Khương, Nguyễn Trung Kiên, Thông tin vô tuyến, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2006 [2] Nguyễn Văn Đức, Nguyễn Hữu Thanh, “Phương Pháp Cấp Phát Kênh Động Phân Tán Cho Mạng Đa Truy Nhập Băng Rộng Sử Dụng Công Nghệ OFDMA/TDD, Phần I: Xây dựng thuật tốn”, Tạp chí khoa học cơng nghệ trường ñại học kỹ thuật, ISSN 0868-3980, No 69, Trang 1-5, 2009 [3] Nguyễn Văn Đức, Nguyễn Hữu Thanh, “Phương Pháp Cấp Phát Kênh Động Phân Tán Cho Mạng Đa Truy Nhập Băng Rộng Sử Dụng Công Nghệ OFDMA/TDD, Phần II: Mơ hình ứng dụng kết mơ phỏng”, Tạp chí khoa học cơng nghệ trường đại học kỹ thuật, ISSN 0868-3980, No 70, Trang 23-27, 2009 [4] Nguyễn Quốc Khương, Nguyễn Văn Đức, Nguyễn Quốc Trung, “Phương pháp cấp phát kênh động cho mạng thơng tin di động sử dụng kỹ thuật đa truy nhập OFDMA”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật cơng nghệ Trường đại học kỹ thuật, Số 76- năm 2010, trang 1-6 [5] Nguyễn Quốc Khương, Nguyễn Văn Đức, Nguyễn Quốc Trung, “Phương pháp cấp phát kênh động dựa thơng tin vị trí thuê bao ứng dụng cho mạng tổ ong OFDMA-FDD”, Tạp chí khoa học cơng nghệ truyền thơng, Tập V-1 số 3(23) – tháng 5-2010, trang 29-36 TIẾNG ANH [6] Abu-Rgheff M A., Introduction to CDMA Wireless Communications, Copyright © 2007 Published by Elsevier Ltd, First edition 2007, ISBN 9780-75-065252-0 [7] Adeane J., Malik W.Q., Wassell I.J and Edwards D.J., “Simple Correlated Channel Model for Ultrawideband Multiple-Input Multiple-Output Systems”, IET Microw Antennas Propag., 2007, 1, (6), pp 1177–1181 [8] Al-Susa E.A., Onnondroyd, R.F., “An Improved Channel Inversion Based Adaptive OFDM System in the Presence of channel Errors and Rapid Time Variations”, Vehicular Technology Conference, 2000 IEEE VTS-Fall VTC 2000 52nd, page 1114 - 1119 vol-3 [9] Andrews J G., Ghosh A., Muhamed R., Fundamentals of WiMAX Understanding Broadband Wireless Networking, Copyright © 2007 Pearson Education, Inc ISBN 0-13-222552-2 First printing, February 2007 127 [10] Bansal P., Brzezinski A., “Adaptive Loading in MIMO/OFDM Systems”, IEEE 24th Convention of Electrical and Electronics Engineers, Israel, Dec 2001 [11] Beek J V D., Edfors O., Sandell M., Wilson S K., and Bòrjesson P O., “On Channel Estimation in OFDM Systems”, In proceedings Of VTC'95, Vol pg.815-819 [12] Bernardo F., Agustí R., Pérez-Romero J., Sallent O., “A Novel Framework for Dynamic Spectrum Management in Multicell OFDMA Networks Based on Reinforcement Learning Source”, Proceedings of the 2009 IEEE conference on Wireless Communications & Networking Conference Budapest, Hungary, Pages: 1520-1525 [13] Bernardo F., Perez-Romero J., Salient O., Agusti R., “Advanced Spectrum Management in Multicell OFDMA Networks Enabling Cognitive Radio Usage”, IEEE In Wireless Communications and Networking Conference, WCNC 2008, pp 1927-1932 [14] Bernardo F.,Agustí R., Pérez-Romero J., Sallent O, “Dynamic Spectrum Assignment in Multicell OFDMA Networks Enabling a Secondary Spectrum Usage”, Wireless communications and Mobile computing 2009 [15] Bingham J A C., “Multicarrier Modulation for Data Transmission: An Idea Whose Time Has Come”, IEEE Communication Magazine 5-1990 [16] Blum R S and Winters J H., “On Optimum MIMO with Antennaselection”, Proc IEEE Int Conf Communications, vol 1, 2002,pp 386–390 [17] Burel G., “Statistical Analysis of the Smallest Singular Value in MIMO Transmission Systems”, ICOSSIP 2002, Skiathos Island Greece, 9-2002 [18] “Channel Models for Fixed Wireless Applications” IEEE 802.16.3c01/29r4,2003 [19] Da B and Ko C.C., “Resource Allocation Scheme with Proportional Fairness for Multi-User Downlink MIMO-OFDMA with Proportional Fairness”, Journal of Communications, Vol 4, No 1, Feb 2009 [20] Da B., Ko C.C., “A New Scheme with Controllable Capacity and Fairness for OFDMA Downlink Resource Allocation”, VTC-2007 Fall 10-2007 IEEE 66th, page 1817 – 1821 [21] Dabbagh A.D., Love D.J, “Feedback Rate-Capacity Loss Tradeoff for Limited Feedback MIMO Systems”, IEEE Transaction on information theory, Vol 52, No 5, MAY 2006 [22] David Tse, Viswanath P., Fundamentals of Wireless Communications, Printed in the United kingdom at the University Press, cambridge -2005, ISBN-10 0-521-84527-0 128 [23] Erceg, V., “An Empirically Based Path Loss Model for Wireless Channels in Suburban Environments”, IEEE Journal on Selected Areas in Comm.Vol 17, No 7, July 1999, pp 1205-1211 [24] Fodor G, Koutsimanis C., R´ acz A., Reider N., “Intercell Interference Coordination in OFDMA Networks and in the 3GPP Long Term Evolution System”, Journal of Communications, Vol 4, No 7, Aug 2009 [25] Gerakoulis D., Geraniotis E., CDMA: Access and Switching: For Terrestrial and Satellite Networks, Copyright © 2001 John Wiley & Sons Ltd- ISBNs: 0-471-49184-5 [26] Gesbert D., Kountouris M., “Joint Power Control and User Scheduling in Multicell Wireless Networks Capacity Scaling Laws”, The 3rd IEEE workshop on Resource Allocation in Wireless Networks (RAWNET’07), Limassol, Cyprus, April 16th 2007 [27] Gjendemsjø A., Gesbert D., Øien G E., and Kiani S G., “Optimal Power Allocation and Scheduling for Two-Cell Capacity Maximization”, Proc RAWNET (WiOpt), Boston, Apr 2006 [28] Gore D and Paulraj A., “Space–Time Block Coding with Optimal Antenna Selection”, Proc IEEE Int Conf Acoustics, Speech, and Signal Processing, vol 4, 2001, pp 2441–2444 [29] Graham A., Kronecker Products and Matrix Calculus with Application, Ellis Horwood Ltd., 1981 [30] Han C., Doufexi A., Armour S., Kah Heng Ng, McGeehan J., “Adaptive MIMO OFDMA for Future Generation Cellular Systems in a Realistic Outdoor Environment”, 2006 IEEE [31] Han S.W Han Y., “A Competitive Fair Subchannel Allocation for OFDMA System Using an Auction Algorithm”, VTC-2007 Fall 10-2007 IEEE 66th page 1787 – 1791 [32] Han Z., Himsoon T., Pam Siriwongpairat W., and Ray Liu K J., “Power Control with Collaborative Diversity over Multiuser OFDM Networks: Who Helps Whom and How to Cooperate”, IEEE Transactions on Vehicular Transactions, vol.58, no.6, p.p 2378-2391, June 2009 [33] Heath R.W., Sandhu S., and Paulraj A., “Antenna Selection for Spatial Multiplexing Systems with Linear Receivers”, IEEE Commun Lett., vol 5, pp 142–144, Apr 2001 [34] Ho W.W.L., Liang Y.C., “Efficient Resource Allocation for Power Minimization in MIMO-OFDM Downlink”, VTC-2007 Fall 10-2008 IEEE 68th 129 [35] Hochwald B M., Marzetta T L., Richardson T J., Sweldens W., and Urbanke R., “Systematic Design of Unitary Space-Time Constellations”, IEEE Trans Inf Theory, vol 46, pp 1962–1973, Sep 2000 [36] IEEE 802.5v-2001, Token Ring Access Method and Physical Layer Specifications [37] IEEE Std 802.11a-1999, Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications [38] IEEE Std 802.16a™-2003, Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems-Amendment Medium Access Control Modifications and Additional Physical Layer Specifications for 2–11 GHz [39] IEEE Std 802.3ae-2002, CSMA/CD Access Method and Physical Layer Specifications [40] Ikram M., Onggosanusi E., Raghavan V., Dabak A., Hosur S., and Varadarajan B., “An Enhanced Closed-Loop MIMO Sesign for OFDM/OFDMA-PHY”, IEEE C802.16e-04/267r3 [41] Jianjun, Kim H., “Grouping Based Adaptive Resource Allocation for MultiUser MIMO-OFDMA with Precoding”, VTC-2007 Fall 10-2007 IEEE 66th, page 1702 – 1706 [42] Jianzhong (Charlie) Zhang, Hua Zhang, Nico Van Waes, Anthony Reid, Victor Stolpman, “Closed-Loop MIMO Precoding with Limited Feedback”, IEEE C802.16e-04/262r1 [43] Kai Sun Ying Wang Tan Wang Zixiong Chen Guona Hu, “Joint ChannelAware and Queue-Aware Scheduling Algorithm for Multi-User MIMOOFDMA Systems with Downlink Beamforming”, VTC-2007 Fall 10-2008 IEEE 66th, page – [44] Khuong N.Q., Duc N.V., Trung N.Q., Hung D.M., “Proposal of a Dynamic Channel Allocation Method for MIMO-OFDMA System”, Journal on Information Technologies and Conmmunication, Vol E-1, No 2-12-2009, page 40-46 [45] Khuong N.Q., Duc N.V., Trung N.Q., Trung H.D., “A channel allocation method for multi-cells OFDMA-FDD networks”, The Third International Conference on Communications and Electronics (ICCE 2010), page 232 – 236, Nha Trang 8-2010 [46] Khuong N.Q., Duc N.V., Trung N.Q., Tu N.T.M., “A Precoding Method for Closed-Loop MIMO-OFDM Systems” – International Conference on Advanced Technologies for Communication-ATC-10-2008, page 435-437 [47] Kiani S.G., Gesbert D., Kirkebøy J.E., Gjendemsjøz A., Øien J.E., “A Simple Greedy Scheme for Multicell Capacity Maximization”, ITS 2006, 130 International Telecommunications Symposium, September 3-6, 2006, Fortaleza, Brazil [48] Kiani S.G., Øien G.E., Gesbert D., “Maximizing Multicell Capacity Using Distributed Power Allocation and Scheduling”, Wireless Communications and Networking Conference, 2007.WCNC 2007 [49] Kim J.Y., Cho D.H., “Resource Allocation Scheme for Minimizing Power Consumption in OFDMA Cellular Systems”,VTC-2007 Fall 10-2007 IEEE 66th, page 1862 – 1866 [50] Kirkebo, J.E.; Gesbert, D.; Kiani, S.G, “Maximizing the Capacity of Wireless Networks using Multi-Cell Access Schemes”, Signal Processing Advances in Wireless Communications, SPAWC '06 page – [51] Krongold B S., Ramchandran K., Jones D L., “Computationally Efficient Optimal Power Allocation Algorithm for Multicarrier Communication Systems”, Proc IEEE Int Conf on Comm ICC, pp.1018-1022, Atlanta, GA, 1998 [52] Lau V., Liu Y., and Chen T.A., “On the Design of MIMO Block-Fading Channels with Feedback-Link Capacity Constraint”, IEEE Trans Commun., Vol 52, pp 62–70, Jan 2004 [53] Lei H., Zhang X and Wang Y., “Real-Time Traffic Scheduling Algorithm for MIMO-OFDMA Systems”, ICC 2008 proceedings 978-1-4244-20759/08/$25.00 ©2008 IEEE [54] Lei H., Zhang X., and Yang D., “A Novel Frequency Reuse Scheme for Multi-Cell OFDMA Systems”,VTC-2007 Fall 10-2007 IEEE 66th, page 347 – 351 [55] Lei H., Zhang X., Wang Y., “Real-Time Traffic Scheduling Algorithm for MIMO-OFDMA Systems”, Communications, ICC '08-IEEE International Conference on 19-23 May 2008, page(s): 4511 – 4515 [56] Liang X.B "Orthogonal Designs With Maximum Rates”, Transactions on Information Theory -October 2003, pp 2468–2503 IEEE [57] Lin W.L and Chung C.D., “Constant-Power Adaptive Orthogonally Multiplexed Modulations Under Flat Rayleigh Fading”, IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol 7, No 5, May 2008 [58] Love D.J and Heath Jr R.W., and Strohmer T., “Grassmannian Beamforming for Multiple-Input Multiple-Output Wireless Systems”, IEEE Trans Info Th., vol 49, pp 2735-2747, Oct 2003 [59] Love D.J and Heath Jr R.W., “Limited Feedback Unitary Precoding for Orthogonal Space-Time Block Codes”, IEEE Trans.Signal Processing,, Vol 53 pp 64 –73, January 2005 131 [60] Love D.J and Heath Jr R.W., “Multimode Precoding for MIMO Wireless Systems”, IEEE Transactions on Signal Processing, Vol 53, No 10, Oct 2005 [61] Moldovan A., Palade T., Puşchiţă E., Vermeşan I., “Performance Evaluation of STBC MIMO Systems with Linear Precoding”, 17th Telecommunications forum TELFOR 2009 Serbia, Belgrade, November 24-26, 2009 [62] Münz G., Etschinger S P., Speidel J., “An Efficient Waterlling Algorithm for Multiple Access OFDM”, IEEE Global Telecommunications Conference 2002 (Globecom ’02), Taipei, Taiwan, Nov 2002 [63] Nguyen V D., Kuchenbecker H.-P., “Using CSI and Modulation to Improve Interference Cancellation Performance for OFDM Systems”, Proc IEEE International Conference on Communications, IEEE ICC 2004, Paris, France, 20 – 24 June 2004, pp 2543–2547 [64] Nguyen V D., Pätzold M., Maehara F., Haas H., Pham M V., “Channel Estimation and Interference Cancellation for MIMO-OFDM Systems”, IEICE Transactions on Communications SCI, ISSN: 0916-8516; Vol E90– B, No.2 Feb 2007, pp 277-290 [65] Nguyen V.D., Peter O., Harald H., Gunther A., “Dynamic Sub-Channel Allocation in a OFDM/TDMA TDD Communication System”, European Patent, Owner: NTT DoCoMo, Inc, Tokyo (JP), Pub No : EP 1763268 A1, Date of filing: 13.09.2005, Date of publication: 14.03.2007 [66] Papadogiannis A., Hardouin E and Gesbert D., “Decentralising Multicell Cooperative Processing-A Novel Robust Framework”, EURASIP Journal onWireless Communications and Networking [67] Proakis J G., Digital Communications, Fourth Edition New York: McGraw Hill, 2001 [68] Ran R., Yang J and Kim D., “Multimode Precoder Design for STBC with Limited Feedback in MIMO Based Wireless Communication System”, IEICE Electronics Epress, Vol6,No3,173-179 [69] Rappaport T S., Wireless Communication Systems-Principle and Practice, Prentice hall – ISBN 0-13-375536-3-1996 [70] Ratnarajahy T., Vaillancourtyz R., and Alvoy M., “Complex Random Matrices and Rayleigh Channel Capacity”, Communications in information and systems Vol 3, No 2, pp 119-138, October 2003 [71] Rhee W and Cioffi J M., “Increase in Capacity of Multiuser OFDM System Using Dynamic Subchannel Allocation”, Proceedings, IEEE Vehicular Technology Conference, pp 1085–1089, Tokyo, May 2000 [72] Rhee W and Cioffi J.M., “Increase in Capacity of Multiuser OFDM System Using Dynamic Subchannel Allocation”, VTC2000 132 [73] Roh W., Oh J.T., Chae C.B, Ko K., Jeong H., Yun S.R., Maeng S., Jeon J., Kim J., Yoon S., “Clarification on STC Encoding for MIMO OFDMA”, IEEE C802.16e-04/558 [74] Scharf L L., Statistical Signal Processing USA, Addison- Wesley Publishing Company, 1991 [75] Sharif M and Hassibi B., “On the Capacity of MIMO Broadcast Channels With Partial Side Information”, IEEE Transactions on Information, Vol 51, No Feb 2005 [76] Sharif M and Hassibi B., “Scaling Laws of Sum Rate Using Time-Sharing, DPC, and Beamforming for MIMO Broadcast Channels”, ISIT 2004, Chicago, USA, June 27 – July 2, 2004 [77] Shen Z., Andrews J G., and Evans B L., “Adaptive Resource Allocation for Multiuser OFDM With Constrained Fairness”, IEEE Transactions on Wireless Communications, 4(6):2726–2737, November 2005 [78] Shen Z., Andrews J G., and Evans B., “Optimal Power Allocation for Multiuser OFDM”, Proceedings, IEEE Globecom, pp 337–341, San Francisco, December 2003 [79] Shiu D., Foschini G., Gans M., and Kahn J., “Fading Correlation and its Effect on the Capacity of Multielement Antenna Systems”, IEEE Trans on Comm., vol 48, no 3, pp 502–513, Mar 2000 [80] Sonalkar R.V., Shively, R.R., “An Efficient Bit-Loading Algorithm for DMT Applications”, Proc Of Globecom, pp 2683-2688, 1998 [81] Song B., Roemer F., and Haardt M., “Flexible Coordinated Beamforming (FlexCoBF), Algorithm for the Downlink of Multi-User MIMO Systems”, 2010 International ITG Workshop on Smart Antennas (WSA 2010) [82] Steele R., Lee C.C.and Gould P., GSM, CDMAOne and 3G System, Copyright © 2001 John Wiley & Sons Ltd -Print ISBN 0-471-49185-3 Electronic ISBN 0-470-84167-2 [83] Stuber G L., Mclaughlin S W., Ingram M.A.,” Broadband MIMO-OFDM Wireless Communications”, Proceedings of the IEEE, Vol 92, No 2, Feb 2004 [84] Tee L.K., Rensburg V., Jiann-An Tsai C.,”Uplink Power Control for an OFDMA Mobile Cellular”, VTC-2007 Fall 10-2007 IEEE 66th, page 357 – 361 [85] Telatar E., “Capacity of Multi-Antenna Gauss Channels”, European Trans on Telecomm ETT, 10(6):585–596, November [86] Toufik, I., Kountouris, M., “Power Allocation and Feedback Reduction for MIMO-OFDMA Opportunistic Beamforming”, Vehicular Technology 133 Conference, 2006 VTC 2006-Spring IEEE 63rd - 7-10 May 2006 page(s): 2568 – 2572 [87] Van Nee R., Awater G., Morikura M., Takanashi H., Webster M., Halford K W., “New High-Rate Wireless LAN Standards”, IEEE Comm Mag., pp 8288, Dec 1999 [88] Wang K.H., Zhang C.Q and Xu J.L., “Precoding for Non-Coordinative Multi-Cell Multi-Antenna Networks”, Information Technology Journal 9(2) 337-342, 2010- ISSN 182-5638 [89] Webb M., Hunukumbure M., Beach M and Nix A., “The Effect of Computation and Feedback Delay on the Capacity of Multiuser MIMO Systems in a Small Outdoor Cell”, 0-7803-9392-9/06/$20.00 (c) 2006 IEEE [90] Whu E.U., “MIMO-OFDM Systems for High Data Rate Wireless Networks”, http://www.stanford.edu/class/ee360/Ahmad/En.pdf, Stanford University [91] Wong C Y., Cheng R.S., Letaief K.B and Murch R.D., “Multiuser OFDM With Adaptive Subcarrier, Bit, and Power”, IEEE Journal on selected areas in communications, Vol 17, No 10, October 1999 [92] Wong C Y., Cheng R.S., Letaief K.B and Murch R.D., “Multiuser Subcarrier Allocation for OFDM Transmission Using Adaptive Modulation”, VTC Spring ‘99, Houston, IEEE JSAC, vol 17, no 10, Oct 1999 [93] Wong I., Shen Z., Evans B., and Andrews J., “A Low Complexity Algorithm for Proportional Resource Allocation in OFDMA Systems”, Proceedings, IEEE Signal Processing Workshop, pp 1–6, Austin, TX, October 2004 [94] Yaghoobi, H., “Scalable OFDMA Physical Layer in IEEE 802.16 WirelessMAN”, Intel Technology Journal, Vol 8, Issue 3, 2004, pp 201212 [95] Yen K U, Kenney J S., and Assavapokee T., “An Optimization Technique for Low-Loss nxm Microwave Switch Matrices”, IEEE Radio and Wireless Conf (RAWCON), Boston, MA 2003 [96] Yingjun Zhang and K B Letaief, “Multiuser Subcarrier and Bit Allocation along with Adaptive Cell Selection for OFDM Transmission”, 861 0-78037400-2/02/$17.00 © 2002 IEEE [97] Yoo B., Lee K.H., and Lee C., “Implementation of IEEE 802.16e MIMOOFDMA Systems with K-BEST Lattice Decoding Algorithm”, 1-42440763-X/07/$20.00 ©2007 IEEE [98] Yu K., Bengtsson M., Ottersten B., McNamara D., Karlsson P., and Beach M., “Second Order Statistics of NLOS Indoor MIMO Channels Based on 5.2 GHz Measurements”, Proc IEEE Global Telecomm Conf., vol 1, pp 25– 29, Nov 2001 134 [99] Zeng C., Hoo L M C., Ciof J M., “Efficient Water Filling Algorithms for a Gauss Multiaccess Channel with ISI”, VTC Fall ’00, Boston, USA, Sep 2000 [100] Zhang H., Dai H., “Cochannel Interference Mitigation and Cooperative Processing in Downlink Multicell Multiuser MIMO Networks”, EURASIP Journal onWireless Communications and Networking 2004:2, 222–235 [101] Zhang Y J and Letaief K B., “Multiuser Adaptive Subcarrier-and-Bit Allocation with Adaptive Cell Selection for OFDM Systems”, IEEE Transactions on Wireless Communications, 3(4):1566–1575, September 2004 [102] Zhang Y.J and Letaief K.B.,”Optimizing Power and Resource Management for Multiuser MIMO/OFDM Systems”, GLOBECOM 2003 [103] Zhang Y.J., and Letaief K.B., “An Efficient Resource-Allocation Scheme for Spatial Multiuser Access in MIMO/OFDM Systems”, IEEE Transactions on Communications, Vol 53, No 1, Jan 2005 [104] Zhang J., Chen R., Andrews, J.G., Heath, R.W, “Coordinated Multi-cell MIMO Systems with Cellular Block Diagonalization”, Signals, Systems and Computers, 2007 ACSSC 2007, Pacific Grove, CA, page 1669 – 1673 [105] [ETSI1 ETSI Technical Specification TS 101 388 V1.1.1 (1998-11) Transmission and Multiplexing (TM); Access transmission systems on metallic access cables; Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) Coexistence of ADSL and IDSN-BA on the same pair 1998 1.1 [106] [ETSI2 ETSI Technical Specification TS 101 475 V1.1.1 (2000-04) HIPERLAN Type 2; Physical (PHY) layer 2000 1.1, 5.1 [107] [ETSI3 ETSI ETS 300 401 Radio broadcasting systems; Digital Audio Broadcasting (DAB) to mobile, portable and fixed receivers 1995 1.1 [108] [ETSI4 ETSI ETS 300 744 Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television (DVB-T) 1997 1.1 [109] [ETSI5 ETSI Technical Specification TS 101 980 V1.1.1 (2001-09) Digital Radio Mondiale (DRM); System Specification 2001 1.1, 5.1 [110] [ETSI6 Medbo J., Schramm P., Channel Model for HIPERLAN/2 in Different Indoor Scenarios, ETSI EP BRAN 3ERI085B, 30 March 1998 [111] 3rd GenerationVLong Term Evolution, 3rd Generation Partnership Project Sẵn có ñịa chỉ: http://www.3ggp.org [112] ETSI DTS/BRAN-0023003, HIPERLAN Type Technical Specification, Physical (PHY) layer 1999 [113] http://www.dsplog.com/2008/08/10/ber-bpsk-rayleigh-channel/ 135 [114] http://en.wikipedia.org [115] http://vi.wikipedia.org/wiki/hệ_thống_định_vị_tồn_cầu ... NGUYỄN QUỐC KHƯƠNG KỸ THUẬT CẤP PHÁT KÊNH ĐỘNG CHO MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ MIMO- OFDMA Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 62.52.70.05 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT Người hướng... thuật cấp phát kênh trường hợp mạng di động sử dụng cơng nghệ MIMO- OFDMA Trong chương việc cấp phát kênh áp dụng cho trường hợp hệ thống gồm nhiều anten thu phát Phần đầu chương trình bày kỹ thuật. .. cao hiệu sử dụng phổ tần hệ thống vơ tuyến kỹ thuật tiền mã hóa phương pháp cấp phát kênh ñộng cho hệ thống mạng di động đến nhiều có từ đến nhiều anten thu phát sử dụng cơng nghệ MIMOOFDMA Các