Nghiên cứu mimo OFDM băng thông siêu rộng ứng dụng truyền thông tốc độ siêu cao

NGUYỄN THANH HÙNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THANH HÙNG NGHÀNH KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MIMO-OFDM CHO MẠNG DI ĐỘNG 4G LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUN NGÀNH KỸ THUẬT TRUYỀN THƠNG KHĨA 2012-2014 Hà Nội, năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THANH HÙNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MIMO-OFDM CHO MẠNG DI ĐỘNG 4G LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN HỮU TRUNG NĂM 2014 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn nội dung số liệu đƣợc trình bày luận văn cơng trình nghiên cứu theo hƣớng dẫn PGS TS Nguyễn Hữu Trung Hà Nội, ngày 19 tháng năm 2014 Ngƣời viết Nguyễn Thanh Hùng Nguyễn Thanh Hùng Trang Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông LỜI CẢM ƠN Để hồn thành chương trình cao học viết luận văn này, nhận hướng dẫn, giúp đỡ góp ý tận tình q thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trước hết xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt thầy tận tình dạy bảo cho tơi suốt thời gian học tập trường Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Phó Giáo sư – Tiến sĩ Nguyễn Hữu Trung dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu giúp tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Nhân tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội quý thầy cô Viện Điện Tử Viễn Thông tạo nhiều điều kiện để tơi học tập hồn thành tốt khóa học Mặc dù tơi có nhiều cố gắng hồn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp quý thầy cô bạn X in bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Ngƣời thực Nguyễn Thanh Hùng Nguyễn Thanh Hùng Trang Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN CÁC TỪ VIẾT TẮT .5 MỤC LỤC HÌNH LỜI MỞ ĐẦU TÓM TẮT 12 Chương 1: KHÁI QUÁT QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU VỀ MẠNG DI ĐỘNG 4G 13  Giới thiệu chương 13 1.1 Lịch sử phát triển ngành thông tin di động giới 13 1.2 Quá trình hình thành phát triển ngành thông tin di động Việt Nam 18 1.3 Giới thiệu mạng thông tin di động 4G 18 1.3.1 Cấu hình tham số kỹ thuật hệ thống thông tin di động 4G………………………… 18 1.3.1.1 Hệ thống LTE – Advanced [4] 19 1.3.1.2 Hệ thống WiMAX 802.16m 23 1.3.2 Các dịch vụ hệ thống thông tin di động 4G .24  Kết kuận chương 24 Chương 2: KỸ THUẬT OFDM VÀ HỆ THỐNG MIMO 26  Giới thiệu chương 26 2.1 Kỹ thuật OFDM 26 2.1.1 Giới thiệu OFDM mơ hình hệ thống OFDM 26 2.1.2 Lỗi đồng hệ thống OFDM 36 2.2 Hệ thống MIMO .39 2.2.1 Giới thiệu khái niệm hệ thống MIMO 39 2.2.2 Mơ hình sở lý thuyết hệ thống MIMO 41 Nguyễn Thanh Hùng Trang Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông 2.2.3 Dung lượng hệ thống MIMO [7] [8] [9] 46 2.2.4 Kỹ thuật mã hóa khơng gian - thời gian hệ thống MIMO 53 2.2.5 Mã hố khơng gian – thời gian lớp BLAST 64 2.2.6 Hệ thống anten MIMO 71  Kết luận chương 72 Chương 3: KỸ THUẬT MIMO – OFDM 73 TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G 73  Giới thiệu chương 73 3.1 Cơ sở cho đời hệ thống MIMO-OFDM 73 3.1.1 Cơ sở lý luận 73 3.1.2 Cơ sở thực tiễn 74 3.2 Hệ thống MIMO-OFDM 75 3.3 Truyền dẫn MIMO-OFDM LTE-Advenced 84  Kết luận chương 87 Chương 4: LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 89 4.1 Lưu đồ thuật toán 89 4.2 Kết mô 94  Kết luận chương 101 KẾT LUẬN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 Nguyễn Thanh Hùng Trang Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông CÁC TỪ VIẾT TẮT 1G First Generation Thế hệ thứ 2G Second Generation Thế hệ thứ hai 3G Third Generation Thế hệ thứ ba 4G Fourth Generation Thế hệ thứ tƣ ACI Adjacent Channel Interference Nhiễu kênh lân cận ADC Analog to Digital Converter Bộ biến đổi tƣơng tự-số AWGN Additive White Gaussian Noise Tạp âm cộng trắng chuẩn BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bít BPSK Binary Phase Shift Keying Điều chế dịch pha nhị phân CoMP Coordinated Multipoint Transmission Truyền dẫn đa điểm CP Cyclic Prefix Tiền tố lặp CPU Central Processing Unit Khối xử lý trung tâm DAC Digital to Analog Converter Bộ biến đổi số-tƣơng tự DBLAST Diagonal Bell Space-Time DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số FEC Forward Error Correction Sửa lỗi hƣớng FPGA Field-Programmable Gate Array Mảng cổng lập trình GI Guard Interval Khoảng phòng vệ GSM Global System communication HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao HRPD High Rate Packet Data Dữ liệu gói tốc độ cao IDFT Inverse Discrete Fourier Transform Biến đổi ngƣợc Fourier rời rạc ICI Inter Channel Interference Nhiễu đồng kênh ISI Inter Symbol Interference Nhiễu xuyên ký tự Nguyễn Thanh Hùng Laboratories Layered for Trang Mobile Hệ thống di động toàn cầu Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông IS-95 Interim Standard IMT-2000 International Mobile Telecommunication- Chuẩn viễn thông di động 2000 quốc tế 2000 LTE Long Term Evolution MIMO Multiple Input ultiplMe Output ML Maximum Likelihood MMSE Minimum Mean Square Error OFDM Orthogonal Multiplexing PDC Personal Digital Cellular QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vng góc QPSK Quadrature Phase Shift Keying Điều chế pha vng góc Frequency Nhiều đầu vào nhiều đầu Division Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao MỤC LỤC HÌNH Hình 1.2 Q trình phát triển hệ thống thơng tin di động 16 Hình 1.3 Độ rộng băng tần sử dụng hệ thống LTE-Advanced .19 Hình 1.4 Cấu hình MIMO LTE-Advanced .20 Hình 1.5 Kỹ thuật CoMP LTE-Advanced .21 Hình 1.6 Chuyển tiếp LTE-Advanced 22 Hình 1.7 Mơ hình hệ thống WiMAX 802.16m 23 Hình 2.1 Sơ đồ truyền dẫn điểm-điểm sử dụng OFDM [4] .28 Hình 2.2 Khoảng thời gian mở rộng cửa sổ symbol OFDM .30 Hình 2.3 Tần số sóng mang tín hiệu OFDM 31 Hình 2.4 Phổ tín hiệu OFDM 32 Hình 2.5 Mơ hình hệ thống OFDM lý tưởng 36 Hình 2.6 ICI hệ thống OFDM 38 Nguyễn Thanh Hùng Trang Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thơng Hình Hình trực quan hệ thống MIMO 40 Hình Hệ thống MIMO 42 Hình 2.9 Phân tập theo thời gian 43 Hình 2.10 Phân tập theo tần số 43 Hình 2.11 Các phương pháp phân tập 44 Hình 2.12 Kỹ thuật Beamforming 45 Hình 13 Ghép kênh giúp tăng tốc độ truyền dẫn 45 Hình 14 Phân tập khơng gian giúp cải thiện chất lượng hệ thống .46 Hình 2.15 Các kênh truyền song song bị nhiễu 49 Hình 2.16 Hệ kênh truyền song song tương đương 50 Hình 2.17 Mơ hình giải mã biết CSI bên phía phát 51 Hình 18 Thuật toán Water-pouring 51 Hình 19 Phân bố cơng suất SNR cao 52 Hình 2.20 Phân phối cơng suất SNR thấp 53 Hình 2.21 Ví dụ giải mã STTC: khối liệu dài k = 2, chiều dài chế v = .55 Hình 2.22 Ví dụ chịm ánh xạ QPSK 56 Hình 2.23 Mã không gian – thời gian Trellis 56 Hình 2.24 Hệ thống V-BLAST 65 Hình 2.25 Sơ đồ máy thu V-BLAST Zero-Forcing 69 Hình 2.26 Mơ hình đồ thị phương hướng anten MIMO 71 Hình 3.1 Mơ hình hệ thống MIMO-OFDM .75 Hình 3.2 Mơ hình hệ thống MIMO-OFDM Alamouti .76 Hình 3.3 Sơ đồ chùm 77 Hình 3.4 Điều chế máy phát 77 Nguyễn Thanh Hùng Trang Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thơng Hình 3.5 Mã hóa STC 77 Hình 3.6 Truyền tín hiệu mã hóa anten 79 Hình 3.7 Máy phát MIMO-OFDM VBLAST .81 Hình 3.8 Máy thu MIMO-OFDM VBLAST .82 Hình 3.9 Bộ thu VBLAST 83 Hình 3.10 Cấu trúc giao diện hệ thống LTE-Advanced .85 Hình 4.2 Lưu đồ chương trình nhận tín hiệu .90 Hình 4.3 Lưu đồ CT MIMO code hệ MIMO-OFDM ALAMOUTI 91 Hình 4.4 Lưu đồ CT MIMO decode hệ MIMO-OFDM ALAMOUTI 92 Hình 4.5 Lưu đồ CT MIMO decode hệ MIMO-OFDM V-BLAST 93 Hình 4.6 Kỹ thuật OFDM với CP .94 Hình 4.7 Kỹ thuật OFDM với kiểu điều chế .95 Hình 4.8 Các hệ thống vô tuyến 95 Hình 4.9: Hệ thống MIMO 96 Hình 4.10: Hệ thống MIMO-OFDM 97 Hình 4.11: Dung lượng hệ thống 98 Hình 4.12: Hệ thống MIMO-VBLAST .98 Hình 4.13 Hệ thống MIMO-VBLAST đa anten 99 Hình 4.14: Hệ thống MIMO-OFDM V-BLAST .100 Hình 4.15 Hệ thống MIMO-OFDM V-BLAST & OFDM .101 Nguyễn Thanh Hùng Trang Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thơng Chương 4: LƯU ĐỒ THUẬT TỐN VÀ KẾT QUẢ MƠ PHỎNG 4.1 Lưu đồ thuật tốn * Thuật tốn mơ MIMO-OFDM Bắt đầu Nhập thơng số sau: Độ dài FFT, độ dàiCP, độ dài khung OFDM, chùm tia fading(L), số mức điều chế(M), thông số SNR,ii=0 ii=ii+1 Tạo bit tin theo ma trận (fft_len,framelen) Và điều chế M-PSK M-QAM Gọi CT MIMO Code Biến đổi IFFT Cộng khoảng bảo vệ CP biến đổi P/S Tạo hệ số kênh truyền h nhiễu Gọi chƣơng trình nhận tín hiệu So sánh tín hiệu ƣớc lƣợng với bit tin để tính E(ii)=BER S ii=length(SNR_l) Đ Vẽ đồ thị E theo SNR_l Kết thúc Hình 4.1: Lưu đồ hệ thống MIMO-OFDM Nguyễn Thanh Hùng Trang 89 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông * Đối với mơ OFDM khơng có khối MIMO code khối MIMO decode Bắt đầu CT nhận tín hiệu Tính tổng chập cộng nhiễu để có tín hiệu nhận đƣợc Biến đổi S/P Tách CP thực FFT tín hiệu nhận Tính FFT đáp ứng kênh H Gọi CT MIMO Kết thúc Hình 4.2 Lưu đồ chương trình nhận tín hiệu Nguyễn Thanh Hùng Trang 90 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông * Mơ hình MIMO-OFDM theo ALAMOUTI có sơ đồ khối sau : Bắt đầu CT MIMO Code K=0 K=k+1 Tách Block để tiến hành mã hóa 1Block=2 kí tự OFDM , frame= k.Block Mã hóa: s1,s2->-conj(s2),conj(s1) Tạo Block gán giá trị mã hóa (phát anten 2) S K=frame/2 Đ Kết thúc Hình 4.3 Lưu đồ CT MIMO code hệ MIMO-OFDM ALAMOUTI Nguyễn Thanh Hùng Trang 91 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông Bắt đầu CT MIMO Decode K=0 K=k+1 Tách Block để tiến hành giải mã Giải mã: s1e(k)=S_r1(k,1).*conj(H11)+conj(S_r1(k,2).*H12 + S_r2(k,1).*conj(H21) +conj(S_r2(k,2).*H22 S2e(k) = S_r1(k,1).*conj(H12) -conj(S_r1(k,2) *H11 +S_r2(k,1).*conj(H22)-conj(S_r2(k,2).*H21 S K=frame/2 Đ Kết thúc Hình 4.4 Lưu đồ CT MIMO decode hệ MIMO-OFDM ALAMOUTI Nguyễn Thanh Hùng Trang 92 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thơng * Mơ hình hệ thống MIMO-OFDM V-BLAST khối MIMO code thực chất khối S/P chia luồng tín hiệu: Bắt đầu CT MIMO Decode Luồng L=0 L=L+1 Tính W= W=H+ =HH(H HH)-1 i=0 i =i+1 Tách hàng p ma trận W i=length(cột) S Đ Wp= Arg (W(i)) Ƣớc lƣợng luồng p :x(L)=Wp*y Y=y-H*x L=Nt Kết thúc Hình 4.5 Lưu đồ CT MIMO decode hệ MIMO-OFDM V-BLAST Nguyễn Thanh Hùng Trang 93 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông 4.2 Kết mô Ta mô kỹ thuật OFDM với số sóng mang FFT_len = 64, khoảng bảo vệ thêm vào CP_len = 16 Ở độ dài CP không đƣợc bé hay lớn, q bé khơng cịn ƣu điểm chống lại nhiễu xun kí tự OFDM, cịn q lớn làm tăng độ dài kí tự OFDM làm giảm tốc độ truyền Để tính BER ổn định ta cho truyền lại nhiều lần lấy trung bình, ta lặp lại 20 lần Kênh truyền đƣợc mô kênh fading nhiều tia với số chùm tia L = chịu tác dụng nhiễu trắng KY THUAT OFDM 10 OFDM co CP OFDM khong co CP -1 BER 10 -2 10 -3 10 10 Eb/No (dB) 12 14 16 18 Hình 4.6 Kỹ thuật OFDM với CP Ở hình 4.6 ta thất kỹ thuật OFDM khơng có khoảng bảo vệ tỉ lệ bít lỗi cao có khoảng bảo vệ Do khơng có khoảng bảo vệ chống lại đƣợc nhiễu xuyên kênh, nên tỉ lệ bit lỗi tăng Nguyễn Thanh Hùng Trang 94 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông Hình 4.7 Kỹ thuật OFDM với kiểu điều chế Quan sát kết mơ hình 4.7, số mức điều chế tăng lên số bit lỗi tăng nhiều Nhƣ để tăng tốc độ đƣờng truyền cách tăng số mức điều chế chất lƣợng đƣờng truyền giảm tƣơng ứng Ở hình, ta thấy điều chế QAM, có chất lƣợng tốt điều chế QPSK, điều chế QAM vừa điều chế biên độ vừa diều chế pha nên việc ƣớc lƣợng tín hiệu phƣơng pháp ML sai SO SANH BER GIUA SISO-SIMO-MISO-MIMO 10 SISO SIMO(1Tx,2Rx) MISO(2Tx,1Rx) MISO(3Tx,1Rx) MIMO(2Tx,2Rx) -1 10 -2 BER 10 -3 10 -4 10 -5 10 10 12 Eb/No (dB) 14 16 Hình 4.8 Các hệ thống vô tuyến Nguyễn Thanh Hùng Trang 95 18 20 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thơng Quan sát hình 4.8, ta thấy tỉ lệ bit lỗi hệ thống SIMO (dùng MMRC ), MISO, MIMO (sử dụng mã hóa STBC) cho chất lƣợng tốt truyền với hệ thống SISO Nếu hệ thống MISO, MIMO không sử dụng kỹthuật tối ƣu trên, tỉ lệ bit lỗi khơng đƣợc cải thiện hình thức truyền thực chất việc chia công suất phát anten Hệ thống MISO(2Tx, 1Rx) có BER cao so với SIMO cơng suất phát anten=1/2 so với hệ thống SIMO, công suất phát nhƣ hệ thống MISO cho chất lƣợng tốt Hiện hệ thống SIMO ngày đƣợc sử dụng Vì việc thiết kế nhiều anten máy thu làm cồng kềnh thiết bị nhƣ tính thẩm mỹ, mà chất lƣợng hệ thống MISO đáp ứng đƣợc, đồng thời với viêc đời MIMO với ƣu điểm thay dần hệ thống SIMO SO SANH BER HE THONG MIMO 10 MIMO(2Tx,2Rx) MIMO(2Tx,4Rx) MIMO(3Tx,4Rx) MIMO(4Tx,4Rx) -1 10 -2 BER 10 -3 10 -4 10 -5 10 10 12 Eb/No (dB) 14 16 18 20 Hình 4.9: Hệ thống MIMO Hình 4.9 cho thấy hệ thống MIMO sử dụng nhiều anten cho chất lƣợng tốt nhiều so với hệ thống MIMO sử dụng anten Với số lƣợng anten lớn chất lƣợng tăng, nhiên thiết bị cồng kềnh hơn, địi hỏi việc thiết kế phải Nguyễn Thanh Hùng Trang 96 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông tốt SO SANH BER CUA HE THONG MIMO-OFDM 10 MIMO-OFDM(2Tx,2Rx) MIMO-OFDM(2Tx,3Rx) MIMO-OFDM(2Tx,4Rx) OFDM -1 BER 10 -2 10 -3 10 -4 10 10 12 Eb/No (dB) 14 16 18 20 Hình 4.10: Hệ thống MIMO-OFDM Ở chƣơng trƣớc ta thấy kỹ thuật OFDM, với hệ thống MIMO có ƣu điểm riêng kết hợp hai kỹ thuật nói đem lại nhiều lơi ích vƣợt trội Hình 4.10 cho ta thấy rõ đƣợc kỹthuật OFDM không sử dụng hệ thống MIMO cho tỉ lệ bit lỗi cao Vì kỹ thuật MIMOOFDM lựa chọn tối ƣu cho kênh truyền có chất lƣợng cao Nguyễn Thanh Hùng Trang 97 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông DUNG LUONG HE THONG MIMO 25 nt nt nt nt nt Capacity bits/s/Hz 20 = = = = = , , , , , nr nr nr nr nr = = = = = 2 15 10 -10 -5 SNR in dB 10 15 20 Hình 4.11: Dung lượng hệ thống Nhƣ giới thiệu phần lý thuyết hệ thống MIMO không cải thiên chất lƣợng kênh truyền, mà làm tăng dung lƣợng hệ thống Bằng thực tế mô hình 4.11 ta thấy đƣợc dung lƣợng hệ thống tăng lên theo số lƣợng anten phát tăng Hình 4.12: Hệ thống MIMO-VBLAST Nguyễn Thanh Hùng Trang 98 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông Một kỹ thuật đơn giản, làm tăng dung lƣợng hệ thống MIMO kỹ thuật V-BLAST đƣợc giới thiệu phần lý thuyết Ở hình 5.7, ta tiến hành mơ kỹ thuật V-BLAST với loại điều chế khác giải thuật thu khác nhau, từ ta thấy đƣợc tối ƣu Từ đồ thị ta thấy tăng số mức điều chế BER tăng theo, đồng thời sử dụng giải thuật MMSE tốt ZF Tuy nhiên BER giải thuật MMSE ZF có SNR lớn tỉ lệ bit lỗi tiến tới gần HE THONG MIMO VBLAST(2Tx,2Rx) 10 VBLAST-QPSK(2Tx-2Rx) VBLAST-QPSK(3Tx-3Rx) VBLAST-QPSK(4Tx-4Rx) BER 10 -1 10 -2 10 SNR [dB] 10 12 14 16 Hình 4.13 Hệ thống MIMO-VBLAST đa anten Q trình mơ hình 4.13 cho ta thấy đƣợc, sử dụng nhiều anten để tăng dung lƣợng hệ thống chất lƣợng đƣờng truyền giảm theo tƣơng ứng Nguyễn Thanh Hùng Trang 99 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông BER HE THONG VBLAST-OFDM 10 BER VBLAST-OFDM(2Tx,2Rx) VBLAST-OFDM(3Tx,3Rx) VBLAST-OFDM(4Tx,4Rx) -1 10 -2 10 Eb/No (dB) 10 12 14 Hình 4.14: Hệ thống MIMO-OFDM V-BLAST Với kỹ thuật OFDM, ta làm tăng tốc độ đƣờng truyền cách truyền liệu băng tần trực giao với Trong đó, kỹ thuật VBLAST hệ thống MIMO làm tăng tốc độ cách chia luồng liệu thành luồng đƣợc truyền anten khác Vì vậy, kết hợp hệ thống MIMO với OFDM làm tăng tốc độ đƣờng truyền đáng kể Tuy nhiên hình 4.14, ta thấy đƣợc việc tăng tốc độ hệ thống MIMO-OFDM VBLAST cách tăng số lƣợng anten làm BER tăng theo Nguyễn Thanh Hùng Trang 100 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông BER VBLAST-OFDM & OFDM VBLAST-OFDM(2Tx,2Rx) OFDM-16PSK BER 10 -2 10 10 12 14 Eb/No (dB) BER VBLAST-OFDM & OFDM 16 18 20 VBLAST-OFDM(3Tx,3Rx) OFDM-64PSK BER 10 -2 10 10 12 Eb/No (dB) 14 16 18 20 Hình 4.15 Hệ thống MIMO-OFDM V-BLAST & OFDM Nhƣ chƣơng trƣớc, ta biết tốc độ OFDM đƣợc cải thiện cách tăng số lƣợng sóng mang trực giao tăng số mức điều chế Tuy nhiên, việc hạn chế băng thông số lƣợng sóng mang bị hạn chế, cịn điều chế nhiều mức chất lƣợng giảm đáng kể, nhƣ hình 4.7 ta thấy điều chế BPSK có BER với điều chế 16PSK có SNR lớn 10dB Q trình mơ hình 4.15 cho thấy hệ thống MIMO-OFDM V-BLAST có chất lƣợng tốt hẳn so với OFDM có kỹ thuật điều chế M mức có tốc độ thấp Ở đồ thị ta thấy tốc độ tăng lên BER kỹthuật OFDM với M mức cao so với kỹ thuật OFDM V-BLAST Nên kỹ thuật OFDM với điều chế số mức vừa phải kết hợp với MIMO-VBLAST lựa chọn tốt cho truyền thông tốc độ cao  Kết luận chương Dựa lý luận trình bày phần lý thuyết, chƣơng ta tiến hành xây dựng lƣu đồ, mô phân tích Các kết mơ cho thấy tƣơng đối phù hợp với phần lý thuyết trình bày trƣớc Nguyễn Thanh Hùng Trang 101 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông KẾT LUẬN Luận văn trình bày cách khái quát kỹ thuật OFDM với hệ thống MIMO thấy đƣợc ƣu nhƣợc điểm chúng Việc kết hợp hai kỹ thuật với hình thành hệ thống MIMO-OFDM giải đƣợc vấn đề dung lƣợng tốc độ lĩnh vực viễn thông, giải pháp kỹ thuật then chốt cho hệ thống thông tin vô tuyến tốc độ cao có hệ thống thơng tin di động 4G Hiện nay, hệ thống thông tin di động 4G đƣợc nghiên cứu sâu nhằm triển khai rộng giới Tại Việt Nam hệ thống 3G đƣợc triển khai tƣơng đối ổn định hệ thống 4G dần thử nghiệm để triển khai rộng vài năm tới Hướng phát triển đề tài: Đây đề tài sâu rộng đƣợc ứng dụng nghiên cứu rộng rãi Trong tƣơng lai không bị hạn chế mặt thời gian, đồng thời đƣợc tham gia vào nghiên cứu vấn đề Em sâu vào tìm hiểu nhƣ nghiên cứu rộng hơn, nhƣ cố gắng ứng dụng kỹ thuật MIMO-OFDM vào hệ thống thông tin vô tuyến cải thiện chất lƣợng với tốc độ thành phố, tòa nhà hệ thống di động sau 4G, truyền hình, ,… Nguyễn Thanh Hùng Trang 102 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Hữu Trung, Kỹ thuật trải phổ truyền dẫn đa sóng mang, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2010 [2] Proakis J.G Salehi M, Các hệ thống thông tin trình bày thơng qua Matlab, Nxb Qn đội, 2003 Tiếng Anh [3] Teja Bhandare, LTE and WiMAX comparison, Santa Clara university, 2008 [4] Ramjee Prasad, OFDM for wirless communications systems, Artech House universal personal communications series, 2004 [5] Arslan Ali Basit / Rahim Umar / Haris Majeed, Smart antennas-MIMO, OFDM & Single carrier FDMA for LTE, Linaeus University 2011 [6] Ta-Sung Lee , MIMO Techniques for Wireless Communications, Department of Communication Engineering, National Chiao Tung University [7] Yong Soo Cho, MIMO-OFDM wireless communications with MATLAB [8] Kyohei Fujimoto , Mobile Antenna Systems Handbook [9] David Tse and Pramod Viswanath, “ Fundamentals of Wireless Communication”, Cambridge University Press, ISBN-10 0-521-84527-0] [10] Alain Sibille, Claude Oestges, Alberto Zanella Academic Press, MIMO - From Theory to Implementation [11] Wang Liejun, An Improved Water-filling Power Allocation Method in MIMO OFDM Systems Nguyễn Thanh Hùng Trang 103 ... đối xứng việc sử dụng độ rộng băng tần hệ thống LTE-Advenced Hình 1.3 Độ rộng băng tần sử dụng hệ thống LTE-Advanced * Kỹ thuật OFDM Kỹ thuật OFDM đƣợc sử dụng hệ thống LTE tiếp tục đƣợc sử dụng. .. thuật MIMO OFDM thông tin vô tuyến, đặc biệt thông tin di động tốc độ cao 2.1 Kỹ thuật OFDM 2.1.1 Giới thiệu OFDM mơ hình hệ thống OFDM Kỹ thuật OFDM kỹ thuật cốt lõi mạng vơ tuyến băng rộng, có... thống không dây băng rộng đƣợc nghiên cứu kỹ chƣơng Nguyễn Thanh Hùng Trang 19 Luận văn cao học Kỹ thuật truyền thông * Kỹ thuật truyền dẫn đa anten nâng cao MIMO Kỹ thuật MIMO đƣợc sử dụng từ cấu