Mô phỏng hệ thống vô tuyến mimo

 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VÔ TUYẾN MIMO Ngƣời hƣớng dẫn : ThS Nguyễn Phúc Ngọc Sinh viên thực : Đỗ Hồng Quang Lớp : 47K- ĐTVT Vinh 05/2011 Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC BẢNG TÓM TẮT ĐỒ ÁN 10 LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG KÊNH THÔNG TIN VÔ TUYẾN 1.1 Các đặc điểm thông tin số 1.2 Các tham số chất lƣợng hệ thống thông tin số 1.3 Hệ thống truyền dẫn số 1.4 Mơ hình kênh liên tục truyền tín hiệu số 1.5 Kênh tạp âm AWGN 1.5.1 Tạp âm AWGN 1.5.2 Mô tạp âm AWGN 10 1.5.3 Mô truyền dẫn qua kênh AWGN 11 1.6 Kênh fading 12 1.6.1 Mơ hình tốn học fading 13 1.6.2 Ảnh hƣởng chuyển động MS 14 1.7 Kênh fading Rayleigh 15 1.8 Fading fading đa đƣờng chọn lọc tần số 17 1.8.1 Fading hệ thống vô tuyến 17 1.8.2 fading đa đƣờng chọn lọc theo tần số 23 Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  1.9 Can nhiễu số tác động khác đƣờng truyền 25 1.9.1 Can nhiễu 25 1.9.2 Một số tác động khác đƣờng truyền 27 1.10 Tóm tắt chƣơng 29 CHƢƠNG KỸ THUẬT ĐA ANTEN 30 2.1 Các hệ thống MIMO 30 2.1.1 Cấu hình đa anten 30 2.1.2 Mơ hình MIMO tổng qt 31 2.1.3 Dung lƣợng kênh truyền MIMO 32 2.1.3.1 Dung lƣợng kênh truyền cố định 32 2.1.4 Các phƣơng pháp truyền dẫn kênh MIMO 38 2.1.5 Ghép kênh theo không gian 40 2.1.6 Các tách tín hiệu tuyến tính 42 2.1.6.1 Bộ tách tín hiệu F 43 2.1.6.2 Bộ tách tín hiệu MMSE 47 2.1.6.3 Các tham số phẩm chất tách tín hiệu tuyến tính 49 2.1.7 Các tách tín hiệu phi tuyến 51 2.1.7.1 Bộ tách tín hiệu QRD 51 2.1.7.2 Bộ tách tín hiệu MLD 53 2.2 Kỹ thuật thu phát phân tập không gian thời gian 55 2.2.1 Các phƣơng pháp phân tập 55 2.2.1.1 Phân tập thời gian 56 2.2.1.2 Phân tập tần số 56 2.2.1.3 Phân tập phân cực 57 Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  2.2.1.4 Phân tập không gian 57 2.2.2 Kỹ thuật kết hợp phân tập không gian thu 58 2.2.2.1 Mơ hình tín hiệu 58 2.2.2.2 Kết hợp chọn lọc (Selection Combining) 59 2.2.2.3 Kết hợp tỷ lệ tối đa (Maximal Ratio Combining) 63 2.2.2.4 Kết hợp đồng độ lợi (Equal Gain Combining) 67 2.2.2.5 Kết hợp phân tập thu tách sóng MLD 68 2.2.3 Kỹ thuật kết hợp phân tập không gian phát 73 2.2.3.1 Phân tập phát tỷ lệ tối đa 73 2.2.3.2 Phân tập phát giữ chậm 74 2.3 Kết luận 75 CHƢƠNG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN ĐA ANTEN 77 3.1 Cơ sở lý thuyết 77 3.1.1.Truờng hợp kênh MISO x 77 3.1.2 Trƣờng hợp kênh MIMO x 81 3.2 Tóm tắt chƣơng 84 KẾT LUẬN 85 PHỤ LỤC CHƢƠNG TRÌNH Mophong21.m 86 PHỤ LỤC CHƢƠNG TRÌNH Mophong22.m 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AWGN Additive White Gaussian Noise Tạp âm Gauss trắng cộng BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit BS Base Station Trạm gốc BPSK Binary Phase Shift Keying Khoá dịch pha nhị phân MS Mobile Station Trạm di động MRC Maximal Ratio Combining Kết hợp độ lợi tối đa MLD Maximum Likehood Detection Phƣơng pháp tách sóng hợp lệ tối đa MIMO Multiple Input Multiple Output Đa đầu vào đa đầu MISO Multiple Input Single Output Đa đầu vào đơn đầu ML Maximum Likehood Hợp lẽ cực đại SNR Signal to Noise Ratio Tỷ lệ tín hiệu tạp âm SIMO Single Input Multiple Output Đơn đầu vào đa đầu SISO Single Input Single Output Đơn đầu vào đơn đầu STTD Space Time Transmit Diversity Phân tập phát không gian thời gian STBC Space Time Block Code Mã khối không gian thời gian STE Space Time Encoder Bộ mã hố khơng gian thời gian STC Space Time Code Mã không gian thời gian STD Switched Transmit Diversity Phân tập phát chuyển mạch SIR Signal to Interference Ratio Tỷ số tín hiệu nhiễu Mơ hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Qui luật mã hóa khơng gian - thời gian Alamouti Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten 78  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  TÓM TẮT ĐỒ ÁN Trong đồ án chủ yếu đề cập đến mã khối không gian-thời gian, kỹ thuật sử dụng hệ thống đa anten, trình ƣớc lƣợng kênh truyền hệ thống MIMO mô hệ thống truyền dẫn vô tuyến số sử dụng đa anten Đồ án có bố cục gồm chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1: Kênh thông tin vô tuyến Chƣơng 2: Kỹ thuật đa anten Chƣơng 3: Mô hệ thống truyền dẫn đa anten Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Báo cáo đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  LỜI NÓI ĐẦU Sự bùng nổ nhu cầu thơng tin vơ tuyến nói chung thơng tin di động nói riêng năm gần thúc đẩy phát triển công nghệ truyền thơng vơ tuyến Trong đó, phải kể đến công nghệ nhƣ MIMO, anten thông minh, Sự đời hệ thống truyền dẫn vô tuyến số sử dụng đa anten (MIMO) nhằm nâng cao dung lƣợng nhƣ chất lƣợng truyền thông vô tuyến, đồng thời thực mơ hình hóa tiến hành mơ xác suất lỗi bít (BER), xác suât lỗi ký tự (SER) lƣợng xạ của kỹ thuật phân tập anten Ngoài ảnh hƣởng suy hao, can nhiễu, tín hiệu truyền qua kênh vơ tuyến di động bị phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, tán xạ, … gây tƣợng fading đa đƣờng Điều dẫn đến tín hiệu nhận đƣợc thu xấu nhiều so với tín hiệu phát, làm giảm đáng kể chất lƣợng truyền thông Những nghiên cứu gần cho thấy, việc sử dụng kết hợp phƣơng pháp điều chế vào hệ thống MIMO cho phép cải thiện đáng kể ảnh hƣởng fading từ môi trƣờng truyền, cho phép nâng cao chất lƣợng tốc độ truyền thông, hệ thống MIMO cịn sử dụng mã khối khơng gian – thời gian (STBC) cho phép cải thiện xác suất lỗi bít (BER) ký tự (SER) lƣợng xạ anten Kỹ thuật truyền dẫn vô tuyến số sử dụng đa anten dùng kỹ thuật mã hố khơng gian-thời gian (STC) thích hợp đạt đƣợc hệ số tăng ích lớn truyền dẫn đa đƣờng Alamouti đề xuất kỹ thuật phân tập đơn anten kết hợp với mã hố, dựa kỹ thuật đó, mã hố khơng –gian thời gian đƣợc phát triển ứng dụng lĩnh vực truyền thông vô tuyến Gần đây, mã khối không gian-thời gian đƣợc chấp nhận thông tin di động hệ thứ Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  ba với mục đích thực truyền thơng đa phƣơng tiện Nó đƣợc sử dụng phổ biến kỹ thuật mã hố khơng gian-thời gian khác Các cơng trình nghiên cứu rằng, dung lƣợng hệ thống thông tin vô tuyến đƣợc tăng lên đáng kể sử dụng nhiều anten thu phát Các phƣơng pháp phân tập thƣờng gặp phân tập tần số, phân tập thời gian, phân tập khơng gian (phân tập anten) Trong đó, kỹ thuật phân tập anten đƣợc quan tâm ứng dụng vào hệ thống MIMO nhờ khả khai thác hiệu thành phần không gian nhằm nâng cao chất lƣợng dung lƣợng hệ thống, giảm ảnh hƣởng fading, đồng thời tránh đƣợc hao phí băng thông tần số - yếu tố đƣợc quan tâm hoàn cảnh tài nguyên tần số ngày khan Đồ án chủ yếu đề cập đến mã khối khơng gian-thời gian, q trình ƣớc lƣợng kênh truyền hệ thống MIMO mô hệ thống truyền dẫn vô tuyến số sử dụng đa anten Đồ án có bố cục gồm chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1: Kênh thông tin vô tuyến Chƣơng 2: Kỹ thuật đa anten Chƣơng 3: Mô hệ thống truyền dẫn đa anten Do thời gian, tài liệu kinh nghiệm làm việc hạn chế nên đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong đƣợc đóng góp ý kiến quý thầy giáo bạn đọc để đồ án đƣợc hoàn thiện Nhân em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo Nguyễn Phúc Ngọc tận tình bảo giúp đỡ trình thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Vinh 05/2011 Sinh viên thực Đỗ Hồng Quang Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  CHƢƠNG KÊNH THÔNG TIN VƠ TUYẾN 1.1 Các đặc điểm thơng tin số Các hệ thống thông tin đƣợc sử dụng để truyền đƣa tin tức từ nơi đến nơi khác Tin tức đƣợc truyền đƣa từ nguồn tin (là nơi sinh tin tức) tới nhận tin (là đích mà tin tức cần đƣợc chuyển tới) dƣới dạng tin Bản tin dạng hình thức chứa đựng lƣợng thơng tin Các tin đƣợc tạo từ nguồn dạng liên tục hay rời rạc, tƣơng ứng có nguồn tin liên tục hay rời rạc Đối với nguồn tin liên tục, tập tin tập vô hạn, nguồn tin rời rạc tập tin có tập hữu hạn Biểu diễn vật lý tin đƣợc gọi tín hiệu Có nhiều loại tín hiệu khác tuỳ theo đại lƣợng vật lý đƣợc sử dụng để biểu diễn tín hiệu Tuỳ theo dạng tín hiệu đƣợc sử dụng để truyền tải tin tức hệ thống truyền tin tín hiệu tƣơng tự (analog) hay tín hiệu số (digital) tƣơng ứng có hệ thống thơng tin analog hay hệ thống thông tin số Nhƣợc điểm hệ thống thông tin số so với hệ thống thông tin tƣơng tự trƣớc phổ chiếm tín hiệu số truyền tin liên tục tƣơng đối lớn so với phổ tín hiệu analog Do hạn chế kỹ thuật nay, phổ chiếm tín hiệu số cịn tƣơng đối lớn phổ chiếm tín hiệu analog truyền tin liên tục, nhiên tƣơng lai kỹ thuật số hố tín hiệu liên tục tiên tiến đƣợc áp dụng phổ tín hiệu số so sánh đƣợc với phổ tín hiệu liên tục Mơ hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  CHƢƠNG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN ĐA ANTEN 3.1 Cơ sở lý thuyết 3.1.1.Truờng hợp kênh MISO x Hình 3.1 mô tả sơ đồ phân tập phát không gian - thời gian Alamouti đề xuất năm 1998 sử dụng hai anten phát anten thu Phƣơng pháp phân tập cịn đƣợc gọi mã khối khơng gian - thời gian (STBC: SpaceTime Block Code) Alamouti, mặt chất khơng đem lại độ lợi mã hóa Ƣớc lƣợng kênh Kết hợp Tách tín hiệu hợp lẽ tối đa Hình 3.1 Sơ đồ STBC với ăng-ten phát ăng-ten thu Phƣơng pháp mã hóa: Tại chu kỳ tín hiệu (symbol period) cho trƣớc hai dấu tín hiệu sk sk+1 đƣợc mã hóa khơng gian thời gian theo nhƣ mô tả Bảng 3.1 Tại khe thời gian thứ k anten phát thứ phát sk anten phát thứ hai phát sk+1 Tại khe thời gian k + 1, Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  ăng-ten phát thứ phát anten thứ hai phát Bằng cách việc mã hóa đƣợc thực theo không gian thời gian Bảng 3.1 Qui luật mã hóa khơng gian - thời gian Alamouti Thời gian k Thời gian k+1 Ăng-ten sk Ăng-ten sk+1 Tƣơng tự nhƣ trƣờng hợp kết hợp thu phân tập MRC, giả sử kênh fading biến đổi chậm, tức fading không thay đổi khoảng thời gian hai dấu tín hiệu Nhờ đó, bỏ qua số thời gian biểu diễn kênh Đặt kênh truyền từ anten phát thứ thứ hai tới anten máy thu tƣơng ứng Các tín hiệu thu đƣợc khe thời gian k k+1 (3.1) (3.2) Phương pháp kết hợp: Biến đổi (3.1) (3.2) lại thành (3.3) (3.4) Để ý để ƣớc lƣợng đƣợc dấu tín hiệu sk sk+1 cách tối ƣu, cần phải tách đƣợc thông tin dấu chứa tín hiệu thu yk yk+1 Việc thực đƣợc nhờ sử dụng luật kết hợp sau đây: (3.5) (3.6) Thay (3.3) (3.4) vào (3.5) (3.6), thu đƣợc (3.7) (3.8) Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  So sánh (3.7) (3.8) với phƣơng pháp MLD, thấy khác biệt dấu ƣớc lƣợng đƣợc nhờ sử dụng phƣơng pháp MRC phƣơng pháp STBC Alamouti quay pha thành phần tạp âm Tuy nhiên, quay pha tạp âm không làm suy giảm tỉ số SNR hiệu dụng đầu Vì vậy, kết luận phƣơng pháp phân tập phát không gian-thời gian sử dụng hai anten phát ăng-ten thu Alamouti tƣơng đƣơng với phƣơng pháp phân tập thu MRC sử dụng anten phát hai anten thu Tuy nhiên, quan sát cho trƣờng hợp tổng công suất phát khơng bị chuẩn hóa cho cơng suất phát hai phƣơng pháp phân tập nhƣ Nếu tổng công suất hai anten phát trƣờng hợp phân tập phát Alamouti đƣợc chuẩn hóa công suất phát từ ăngten trƣờng hợp thu MRC thành phần tín hiệu nửa Kết là, tỉ số SNR BER đầu hệ thống Alamouti STBC bị suy giảm dB so với tỉ số tƣơng ứng hệ thống phân tập thu MRC Kết luận lại nói Alamouti STBC đạt đƣợc cấp độ phân tập giống nhƣ phƣơng pháp MRC nhƣng bị suy giảm phẩm chất dB Tách sóng tối ưu: luật định ML đƣợc định nghĩa đồng thời cho sk sk+1 nhƣ sau: Khai triển thành phần đối số (3.9) ta có Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  (3.10) Để ý thành phần chung khơng làm thay đổi luật định, bỏ qua chúng Ngồi ra, thành phần tự triệt tiêu lẫn nhau, đối số ASTBC trở thành (3.11) (3.12) Một điểm thú vị nhận thấy luật định ML đồng thời cho sk Sk+l đƣợc chia thành luật định độc lập cho s k sk+l Do luật định cho sk sk+l nhƣ nhau, sau bỏ qua thành phần chung thu đƣợc luật định chung cho Alamouti STBC Đối với tín hiệu PSK lƣợng tín hiệu, , nhƣ tất thành phần tín hiệu sk, luật định ML lƣợc giản thành Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  Hình 3.2 Kết mơ trƣờng hợp MISO 2×1 3.1.2 Trường hợp kênh MIMO x Trong phần này, mở rộng nguyên lý Alamouti STBC trƣờng hợp kênh MISO x mục 3.1 cho trƣờng hợp kênh anten phát anten thu, tức là, kênh MIMO x Sơ đồ cấu hình Alamouti STBC cho trƣờng hợp kênh MIMO x đƣợc mơ tả Hình 3.2 Phương pháp kết hợp: Các tín hiệu thu đƣợc anten thu thứ thứ hai thời điểm k k + (3.15) (3.16) (3.17) (3.18) zm,k mẫu tạp âm anten thu m khe thời gian k Để ƣớc lƣợng tối ƣu đƣợc dấu tín hiệu phát s k sk+1 cần phải tách Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  đƣợc thông tin chúng chứa , , việc thực đƣợc nhờ sử dụng phƣơng pháp kết hợp sau (3.19) (3.20) Thay công thức (3.15) đến (3.18) vào (3.19) (3.20), ta thu đƣợc (3.21) (3.22) Để ý tín hiệu kết hợp công thức thực tế tổng tín hiệu kết hợp từ anten thu công thức (3.7) (3.8) Điều có nghĩa để có đƣợc tín hiệu tổng hợp cho trƣờng hợp kênh MIMO 2×M cần phải tìm đƣợc tín hiệu kết hợp cho anten thu, sau cần cộng chúng lại với Một quan sát khác đƣợc nhận thấy việc sử dụng anten thu cho phép tăng gấp đôi độ phân tập so với hệ thống sử dụng anten thu Một cách tổng quát, kết luận độ phân tập hệ thống MIMO STBC M gấp M lần độ phân tập hệ thống MISO STBC 2×1 Điều có nghĩa cấp độ phân tập hệ thống MIMO STBC 2×M độ phân tập hệ thống SIMO MRC 1×2M Tuy nhiên, cần ý nhƣ tổng công suất phát đƣợc chuẩn hóa thành đơn vị cho tổng cơng suất phát hai hệ thống nhƣ phẩm chất hệ thống STBC bị suy giảm 3dB so với hệ thống MRC Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  Ƣớc lƣợng kênh Kết hợp Ƣớc lƣợng kênh Tách tín hiệu hợp lẽ tối đa Hình 3.3 Sơ đồ STBC với ăng-ten phát anten thu Tách sóng tối ưu: luật định ML đồng thời cho sk sk+1 đƣợc định nghĩa nhƣ sau: Sử dụng phƣơng pháp tƣơng tự nhƣ sử dụng cho trƣờng hợp kênh MISO x trình bày mục trƣớc thu đƣợc luật định ML tổng quát nhƣ sau Tƣơng đƣơng với Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  Hình 3.4 Kết mơ trƣờng hợp MISO 2×2 3.2 Tóm tắt chƣơng Trong chƣơng này, em tìm hiểu mơ hệ thống truyền dẫn vô tuyến số cho trƣờng hợp hai anten phát anten thu, hai anten phát hai anten thu Qua kết mô em thấy số lƣợng anten phía thu phát lớn thì tỷ số lỗi bít nhiễu cơng suất phát chuẩn hố giảm Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  KẾT LUẬN - Kỹ thuật phân tập anten cải thiện tốt xác suất lỗi điều kiện kênh truyền có faiding Độ lợi thu đƣợc phƣơng pháp phân tập anten lên đến hàng chục dB Đây thông số thể rõ tính ƣu việt kỹ thuật phân tập anten ứng dụng vào hệ thống truyền thông, đặc biệt hệ thống thông tin di động vốn đòi hỏi yêu cầu nâng cao dung lƣợng, chất lƣợng dịch vụ, tiết kiệm lƣợng sử dụng, thu gọn kích thƣớc thiết bị máy đầu cuối - Thông số BER( SER) đƣợc cải thiện đáng kể tăng số lƣợng anten Tuy nhiên, với gia tăng số anten độ gia tăng độ lợi hệ thống có xu hƣớng giảm Kết mô cho thấy độ gia tăng độ lợi tốt tăng từ lên anten Đây ƣu điểm đáng quan tâm cho việc ứng dụng kỹ thuật phân tập anten vào thực tế, đặc biệt triển khai máy đầu cuối mạng di động Số anten không nhiều giúp tiết kiệm chi phí độ phức tạp thi cơng, đáp ứng đƣợc yêu cầu giảm kích thƣớc máy đầu cuối mà đảm bảo ứng dụng kỹ thuật phân tập anten vào nâng cao chất lƣợng dịch vụ - Qua nghiên cứu lý thuyết kết mô kỹ thuật phân tập anten, khẳng định kỹ thuật hiệu việc giảm ảnh hƣởng fading lên tín hiệu, nâng cao độ lợi hệ thống, cải thiện đáng kể chất lƣợng nhƣ dung lƣợng, nhƣ cho phép khai thác hiệu thành phần không gian-không làm hao tổn tài nguyên tần số, thời gian nhƣ phƣơng pháp phân tập khác Với ƣu điểm đó, thấy việc ứng dụng mơ hình phân tập anten mã khối khơng gian-thời gian vào hệ thống MIMO hồn tồn phù hợp, đặc biệt việc nâng cao dung lƣợng hệ thống - yêu cầu đƣợc quan tâm công nghệ truyền thông đại Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten  Báo cáo đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  PHỤ LỤC CHƢƠNG TRÌNH Mophong21.m clear all % Input data numfr = input('Input the number of transmitted frames(ex 10^3):'); frlen=148; % Length of Tx data msg = randint(frlen,1); % Transmit message msg_demux = reshape(msg,2,frlen/2); msg_symb=2*msg-1; msg_symb_demux = reshape(msg_symb,2,frlen/2); symb_tx = msg_symb_demux./sqrt(2); for iter = 1:numfr %TAO H1 h1 =(randn(2*1,1)+j*randn(2*1,1))/sqrt(2); % Channel matrix H1 = [ conj(h1(1)) conj(h1(2)); h1(2) -h1(1)]; EbNodB = 0:2:25; EbNo = 10.^(EbNodB/10); for k=1:length(EbNo) % Iteration for different input SNR % Gaussian noise w/ mean zero, deviation sigma sigma = sqrt(1/(2*EbNo(k))); % noise deviation; z1 = sigma*(randn(2,frlen/2)+j*randn(2,frlen/2)); z11 = z1(1,:); z12=z1(2,:); z1 = [z11; conj(z12)]; rho1 = norm(h1)^2; %abs(h11)^2+abs(h21)^2; Mô hệ thống vô tuyến số sử dụng đa anten 86  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  % Estimating received signals symb_rx1 = rho1.*symb_tx + H1'*z1; % Making decision symb_est1 = sign(real(symb_rx1)); msg_demux_est1 = (symb_est1 + 1)/2; msg_est1 = reshape(msg_demux_est1,1,frlen); [errNum, BER1(iter,k)] = biterr(msg,msg_est1'); end end BER1=sum(BER1,1)/numfr; semilogy(EbNodB,BER1,'mo-','LineWidth',2); hold on axis([0 25 10^-5 0.5]) grid legend('BER1(nTx=2, nRx=1, Alamouti)'); xlabel('Eb/No'); ylabel('Average BER'); title('BER for BPSK modulation with Alamouti STBC'); PHỤ LỤC CHƢƠNG TRÌNH Mophong22.m clear all % Input data numfr = input('Input the number of transmitted frames (ex 10^3): '); frlen=148; msg = randint(frlen,1); % Length of Tx data % Transmit message 87  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  msg_demux = reshape(msg,2,frlen/2); msg_symb=2*msg-1; msg_symb_demux = reshape(msg_symb,2,frlen/2); symb_tx = msg_symb_demux./sqrt(2); for iter = 1:numfr %TAO H1 h1 =(randn(2*2,1)+j*randn(2*2,1))/sqrt(2); % Channel matrix H1 = [ conj(h1(1)) conj(h1(2)); h1(2) -h1(1); conj(h1(3)) conj(h1(4)); h1(4) -h1(3)]; EbNodB = 0:2:25; EbNo = 10.^(EbNodB/10); for k=1:length(EbNo) % Iteration for different input SNR % Gaussian noise w/ mean zero, deviation sigma sigma = sqrt(1/(2*EbNo(k))); % noise deviation; z1 = sigma*(randn(4,frlen/2)+j*randn(4,frlen/2)); z11 = z1(1,:);z12=z1(2,:);z21 = z1(3,:);z22=z1(4,:); z2 = [z11;conj(z12);z21;conj(z22)]; rho1 = norm(h1)^2; %abs(h11)^2+abs(h21)^2; 88  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  % Estimating received signals symb_rx2 = rho1.*symb_tx + H1'*z2; % Making decision symb_est2 = sign(real(symb_rx2)); msg_demux_est2 = (symb_est2 + 1)/2; msg_est2 = reshape(msg_demux_est2,1,frlen); [errNum, BER2(iter,k)] = biterr(msg,msg_est2'); end end BER2=sum(BER2,1)/numfr; semilogy(EbNodB,BER2,'ks-','LineWidth',2); hold on axis([0 25 10^-5 0.5]) grid legend('BER2(nTx=2, nRx=2, Alamouti)'); xlabel('Eb/No'); ylabel('Average BER'); title('BER for BPSK modulation with Alamouti STBC'); 89  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Quốc Bình, khoa vơ tuyến, Kỹ thuật truyền dẫn số, Nhà xuất Quân đội nhân dân, Hà Nội -2001 [2] Nguyễn Viết Đảm, Mô hệ thống viễn thông ứng dụng MATLAB, Nhà xuất Bƣu điện, Hà Nội 2007 [3] Học viện công nghệ bƣu viễn thơng, Kỹ thuật thơng tin số (Cơ sở nâng cao), Nhà xuất bƣu điện, Hà nội 2004 [4] Trần Xuân Nam, Mô hệ thống thông tin vô tuyến sử dụng MATLAB, tài liệu giảng, Học viện KTQS,2006 [5] Nguyễn Phùng Quang, MATLAB & SIMULINK Dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà nội 2004 Tiếng Anh [1] Masoud Elzinati, Space-time Block Coding for Wireless Communications, PhD thesis, August 2008 [2] Branka Vucetic, Jinhong Yuan, Space – Time Coding, John Wiley & Sons Ltd, England 2003 [3] J Yang, E Masoud and Y Sun, Performance of Space-time Block Coding Using Estimated Channel Parameters, London Communications Symposium Conference UCL, 2004 [4] M Ma, E Masoud, Y Sun, and J M Senior, A Hybrid Space-time and Collaborative Coding Scheme for Wireless Communications, International Symposium on Circuits and Systems, ISCAS 6, pp 61026105, May 2005 [5] E Masoud and Y Sun, Joint Channel Estimation and Data Detection for Space-time Block Coding with no Channel State 90  Đồ án tốt nghiệp Đỗ Hồng Quang  Information, Smart Antennas and Cooperative Communications Presentations, IET, Nov 2007 91 ... tính lọc hệ thống gây nhiễu Các nguồn nhiễu kênh có tần số vơ tuyến song khác phân cực hệ thống vô tuyến có tái dụng tần số, kênh vô tuyến lân cận hệ thống lớn, nguồn nhiễu từ hệ thống vô tuyến. .. truyền hệ thống MIMO mô hệ thống truyền dẫn vô tuyến số sử dụng đa anten Đồ án có bố cục gồm chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1: Kênh thông tin vô tuyến Chƣơng 2: Kỹ thuật đa anten Chƣơng 3: Mô hệ thống. .. hệ thống, đặc điểm, tham số hệ thống truyền dẫn vơ tuyến số, qua tìm hiểu kênh thông tin vô tuyến tác động đến q trình truyền dẫn tín hiệu số máy thu phát hệ thống truyền dẫn vô tuyến số Mô hệ