Nghiên cứu kỹ thuật tối ưu hóa mạng chuyển tiếp mimo 55

i HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SƯ KHÓA: HỆ ĐÀO TẠO DÂN SƯ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TỐI ƯU HÓA MẠNG CHUYỂN TIẾP MIMO NĂM 2014 ii HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SƯ KHÓA: HỆ ĐÀO TẠO DÂN SƯ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Mà SỐ: 5252020109 NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TỚI ƯU HÓA MẠNGCHỦN TIẾP MIMO Cán bợ hướng dẫn PGS TS Trần Xuân Nam iii NĂM 2014 BỘ QUỐC PHÒNG CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SƯ ĐỘC LẬP - TƯ DO - HẠNH PHÚC KHOA: VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ Phê chuẩn Ngày tháng năm 2014 Độ mật: CHỦ NHIỆM KHOA Số: NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên: Lớp: ĐTVT Khóa: Ngành: Kỹ thuật điện - điện tử Chuyên ngành: Điện tử viễn thông Tên đề tài: Nghiên cứu kỹ thuật tối ưu mạng chuyển tiếp MIMO Các số liệu ban đầu: …………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Nội dung thuyết minh: Chương 1: Tổng quan truyền thông hợp tác MIMO Chương 2: Tối ưu mạng hợp tác MIMO Chương 3: Kết hợp tối ưu máy thu phát các hệ thống MIMO chuyển tiếp không tái sinh iv Số lượng, nội dung các vẽ và các sản phẩm cụ thể (nếu có): …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Cán bợ hướng dẫn: PGS-TS Trần Xuân Nam, Thượng tá, Phó chủ nhiệm khoa Vô tuyến điện tử, Học viện Kỹ thuật Quân sự Ngày giao: 14/01/2014 Ngày hoàn thành: 20/04/2014 Hà Nội, ngày 20 tháng 04 năm 2014 Chủ nhiệm môn Cán hướng dẫn Thượng tá, PGS-TS Trần Xuân Nam Học viên thực Đã hoàn thành và nộp đồ án ngày 20 tháng 04 năm 2014 i MUC LUC MỤC LỤC…… …………………………………………………………… i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH SÁCH HÌNH VẼ …….iv DANH MỤC KÝ HIỆU TOÁN HỌC vi LỜI MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TRÙN THƠNG HỢP TÁC MIMO… .3 1.1 Truyền thơng hợp tác… 1.1.1 Khái quát chung truyền thông hợp tác 1.1.3 Ứng dụng của truyền thông hợp tác 1.2 Kỹ thuật truyền dẫn MIMO 5 1.2.1 Các kỹ thuật phân tập thông tin vô tuyến 1.2.2 Một số kỹ thuật kết hợp tín hiệu 1.2.3 Các phương pháp truyền dẫn kênh MIMO 11 1.3 Các phương pháp tách tín hiệu hệ thớng MIMO 1.4 Tóm tắt chương 14 17 Chương 2: TỚI ƯU MẠNG HỢP TÁC MIMO…………………… …… 18 2.1 Tới ưu hệ thống MIMO một chiều hai chặng 18 2.1.1 Mơ hình tín hiệu 18 2.1.2 Cơng thức bài toán 19 2.1.3 Tối ưu (W ,U , F ) cho bài toán P1 20 2.1.4 Tối ưu (W ,U , F ) cho bài toán P2 25 2.1.5 Mở rộng đối với các kiến trúc không tuyến tính 26 2.1.6 Mở rộng đối với các kênh pha-đinh chọn lọc tần số 28 2.2 Tối ưu hệ thống MIMO một chiều đa chặng 29 2.3 Tối ưu hệ thống MIMO một chiều hai chặngđa chuyển tiếpsong song 31 2.4 Tối ưu hệ thớng MIMO mợt chiều hai chặng cóliên kết Nguồn-Đích 2.5 Tối ưu hệ thống MIMO hai chiều hai chặng 33 32 ii Chương 3: KẾT HỢP TỐI ƯU MÁY THU PHÁT TRONG CÁC HỆ THỐNG MIMO CHUYỂN TIẾP KHÔNG TÁI SINH………………………………….36 3.1 Đặt vấn đề 36 3.2 Mơ hình hệ thống đề xuất 37 3.3 Kết mô 41 3.3.1 Mơ hình mơ 3.3.2 Phân tích kết 41 42 3.4 Tóm tắt chương 44 iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AF Amplify-and-Forward Khuếch đại và chuyển tiếp BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bít CCI Co-Channel Interference Nhiễu đồng kênh DF Decode-and-Forward Giải mã và chuyển tiếp MIMO MISO Multiple Input-Multiple Output Multiple Input – Single Output Nhiều đầu vào-nhiều đầu Nhiều đầu vào - một đầu MRC Maximal Ratio Combiner Kết hợp tỉ lệ tối đa MMSE Minimum Mean Square Error MSE Mean Square Error Sai sớ bình phương trung bình QPSK Quadrature Phase Shift Keying SDM Spatial Division Multiplexing Khóa dịch pha cầu phương Ghép kênh phân chia theo SNR Signal to Noise Ratio Sai sớ bình phương trung bình nhỏ khơng gian Tỉ số tín hiệu tạp âm iv DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Mơ hình mợt hệ thớng truyền thơng hợp tác đa nút Hình 1.2: Mơ hình phương pháp kết hợp chọn lọc .8 Hình 1.3: Mơ hình phương pháp kết hợp tỷ số cực đại .9 Hình 1.4: Đợ lợi phân tập của các phương pháp kết hợp phân tập 10 Hình 1.5: Ba phương pháp truyền dẫn điển hình kênh MIMO 12 Hình 1.6: Sơ đồ khới hệ thống M �N MIMO-SDM 13 Hình 1.7: Mợt sớ bợ tách tín hiệu cho hệ thớng MIMO-SDM 14 Hình 1.8: Sơ đồ bộ tách tín hiệu tuyến tính cho hệ thống MIMO-SDM 15 Hình 2.1: Sơ đồ khới mợt hệ thớng MIMO tuyến tính mợt chiều hai chặng .18 Hình 2.2: Sơ đồ khối tương đương của một hệ thống MIMO mợt chiều hai chặng khơng có đường trực tiếp 22 Hình 2.3: BER của mợt hệ thớng MIMO mợt chiều hai chặng với các tiêu chuẩn tối ưu khác 24 Hình 2.4: Cơng suất tiêu thụ Đích sử dụng máy thu tuyến tính DFE 26 Hình 2.5: Sơ đồ khới của mợt hệ thớng MIMO mợt chiều đa chặng 29 Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống MIMO một chiều hai chặng đa nút chủn tiếp .32 Hình 2.7: Sơ đồ khới của mợt hệ thống MIMO tuyến tính hai chiều hai chặng 34 Hình 3.1: Mơ hình mợt hệ thớng truyền thơng hợp tác MIMO một chiều hai chặng, không tái sinh, tuyến tính .37 Hình 3.2:Phẩm chất BER theo SNR2 cớ định SNR1=20dB tối ưu theo hai tiêu chuẩn ZF và MMSE của QPSK với N s = N r = N d = .42 Hình 3.3:Phẩm chất BER theo SNR2 cố định SNR1=20dB tối ưu theo hai tiêu chuẩn ZF và MMSE của 8-PSK với N s = N r = N d = .43 v Hình 3.4: Phẩm chất BER theo SNR1 cố định SNR2=20dB tối ưu theo hai tiêu chuẩn ZF và MMSE của QPSK với N s = N r = N d = 43 Hình 3.5: Phẩm chất BER theo SNR1 cố định SNR2=20dB tối ưu theo hai tiêu chuẩn ZF và MMSE của 8-PSK với N s = N r = Nd = 44 vi DANH MỤC KÝ HIỆU TOÁN HỌC Ký hiệu Ý Ý nghĩa Chữ thường, Biến số in nghiêng Chữ thường, in Vec-tơ nghiêng, đậm Chữ hoa, in Ma trận nghiêng, đậm E{.} Phép tính kỳ vọng tr(� ) Phép toán lấy vết của ma trận � Ví dụ x s H E{x} tr(H ) Chuẩn Frobenious của ma trận W @ Phép toán định nghĩa H srd @H rdFr H sr IK Ma trận đơn vị bậc K I2 Phép toán lấy chuyển vị HT T (� ) (� ) log( � ) H A = diag{an } n = 1,2, ,K �M �N � X� � � i,j Phép toán lấy chuyển vị Hermitian H H Lô ga rít tự nhiên log( 8) Ma trận đường chéo kích thước K �K với các phần tử đường chéo an Tập ma trận kích thước M �N với các giá trị phức Phần tử thứ i, j của ma trận X { } F k = diag F 1k, F 2k, F k3 U ��2�2 �� E ;m = 1,2, , M �� m,m tính tín hiệu nhận được ma trận Fr truyền đến Đích với một sự ràng buộc công suất { ( ) } p( Fr ) = tr Fr ss2H sr H srH + sr2I N FrH �Pr r Tín hiệu nhận được tại Đích khe thời gian thứ hai qua nút Chuyển tiếp thứ r là: y2 = H rdFr H srs + H rdFr nr + nd Véc-tơ tín hiệu nhận được tại nút Đích khe thời gian thứ và thứ hai là: � � � � nd y1� H sds � � � � � � � y = �� =� +� , � y2 H srds � H rdFr nr + nd � � �� � � � 2� đây, định nghĩa H srd @ H rdFr H sr , và � � � � nd H sd � n1� � � � � � � H @� � , n @� � @� � H n H F n + n d2 � � srd � �2� � � rd r r � Sử dụng phương pháp tách tuyến tính sai sớ bình phương trung bình nhỏ (MMSE: Minimum Mean Square Error), tín hiệu kết hợp tại nút Đích sau hai khe thời gian là: y = Hs + n Véc-tơ tín hiệu ước lượng được tại nút Đích là s%= Wy = W ( Hs + n) , � W1� � W =� � � W � 2� Trong W1 và W2 lần lượt là các ma trận trọng số ước lượng tín hiệu tại Đích cho đường trực tiếp và đường qua chuyển tiếp, và Rn là ma trận hiệp phương sai của tạp âm Ma trận sai số bình phương trung bình của mơ hình là ( ) { MSE Fk,W1,W2k = E s%- s F } Giải pháp tối ưu cho bằng việc trước hết chọn một Fk xác định, áp dụng đề xuất [43] tối ưu cho các ma trận trọng số kết hợp tín hiệu tại Đích cho đường �, W �k là bộ lọc Wiener trực tiếp và đường chuyển tiếp W ( � = s 2H H s 2H H H + s I W s sd s sd sd d N ( d �k = s 2H H s 2H H H + R k W s skd x skd skd n ) ) - - , Thay kết vào theo[43] ta có MSE ( ) Fk = ss2tr � �2 H � � � ss H skd Rnk � � � � � � � ( ) - - 1� � � � � H skd + I N � � � s� �� � � Bài toán lại là tìm F� k tới ưu để cực tiểu MSE theo công suất ràng buộc Để giải bài toán này, trước hết định nghĩa các SVD [43] sau: H sk = WH L H V HH , sk sk sk H kd = WH L H V HH kd kd kd đây: { L H = diag L H sk sk ,L H ,1 sk , , L H ,2 sk ,N s } ,L H kd { = diag L H kd ,L H ,1 kd , , L H ,2 kd ,N d } là các ma trận đường chéo với các phần tử được xắp xếp theo bậc giảm dần Ma trận chủn tiếp tiền mã hóa tới ưu sau tính toán theo[43] được cho � F k� �H � � � Fk = V H � � WH , � � kd � sk � � � � { } k k k k F = diag F 1, F 2, , F Ns là ma trận đường chéo Bài toán tối ưu sau kết hợp, và trở thành sr2L 2H Ns MSE ( Fk ) = ss2� ( i =1 s 2L s H skd,i st Ns ( p( Fk ) = � ss2L 2H i =1 sk ,i ) kd F i + sd2 ,i + sr2 + sr2 F i ) 2 LH ,i kd Fi + sd2 , = Pr Áp dụng điều kiện Karush-Kuhn-Tucker (KKT)[21] , nghiệm tối ưu F ki tìm được là [43] : F ki = (s L 2 s H sk,i ) + sr2 L H kd ,i + � 2 � � � sdss L H ,i L H ,i � � 2� sk kd � - sd � , � � � 2 � � � w ss L H ,i + sr � � � � sk ( ) + ( x) = max ( x,0) và w được chọn để thỏa mãn Biên độ của F ki được cho, pha có thể tùy ý theo tác đợng của MSE ( Fk ) và p( Fk ) Thay �k tối ưu và vào tìm được W 3.3 Kết mơ 3.3.1 Mơ hình mơ Em tiến hành thực mô Monte-Carlo lại một số kết bài báo BER trung bình theo tỉ sớ tín hiệu tạp âm từ nút Chuyển tiếp đến nút 2 Đích (SNR2)khi cố định tỉ số SNR1= ss sr =20dBvà tỉ số tín hiệu tạp âm từ 2 nút Nguồn đến nút Chuyển tiếp (SNR1) cố định tỉ số SNR2= ss sr =20dB Mô hình mơphỏng, kênh truyền các nút mạng, tạp âm tại các nút Trung gian và nút Đích mơ hình đề xuất mục 3.2, N s = N r = Nd = 4, để ước lượng tín hiệu truyền, nút Đích sử dụng bộ tách tín hiệu ZF và MMSE Mô thực cho trường hợp khơng có sự diện của đường liên kết trực tiếp Nguồn-Đích, điều chế QPSK bài báo của W.Guan và H.Luo [43] Em tiến hành khảo sát, phân tích công thức toán học và thực mô thêm cho trường hợp có sự diện của đường liên kết trực tiếp NguồnĐích tín hiệu nhận được tại Đích từ Nguồn là đủ lớn và trường hợp điều chế 8-PSK 3.3.2 Phân tích kết BER performance versus SNR2 while fixing SNR1=20dB, QPSK, 4x4 10   ZF, without direct MMSE, without direct  ZF, with direct MMSE, with direct ­1 Average BER 10 ­2 10 ­3 10 ­4 10   ­10 ­5 10 15 20 25 SNR2 [dB] Hình 3.2:Phẩm chất BER theo SNR2 cố định SNR1=20dB tối ưu theo hai tiêu chuẩn ZF và MMSE của QPSK với N s = N r = N d = Hình 3.2 và Hình 3.3biểu diễn phẩm chất BER theo SNR 2, Hình 3.4 và Hình 3.5 biểu diễn phẩm chất BER theo SNR1 hai trường hợp tối ưu theo phương pháp tách tín hiệu ZF và MMSE cho hai phương thức điều chế QPSK và 8PSK, có và khơng có sự diện đường liên kết trực tiếp Nguồn-Đích Thơng qua các kết mơ các hình vẽ nhận thấy, tất các trường hợp tiêu chuẩn MMSE cho phẩm chất BER tốt so với tiêu chuẩn ZF và đương nhiên trường hợp có đường liên kết trực tiếp Nguồn-Đích mang lại đợ lợi BER tớt so với trường hợp khơng có đường liên kết trực tiếp Nguồn-Đích có sự diện của tia truyền thẳng (LOS: Line of Sight) BER performance versus SNR2 while fixing SNR1=20dB, 8PSK, 4x4   10 ZF, without direct MMSE, without direct  ZF, with direct MMSE, with direct ­1 Average BER 10 ­2 10 ­3 10   ­10 ­5 10 15 20 25 SNR2 [dB] Hình 3.3:Phẩm chất BER theo SNR2 cố định SNR1=20dB tối ưu theo hai tiêu chuẩn ZF và MMSE của 8PSK với N s = N r = N d = BER performance versus SNR1 while fixing SNR2=20dB, N=4 10   ZF, without direct MMSE, without direct ZF, with direct MMSE, with direct ­1 Average BER 10 ­2 10 ­3 10 ­4 10   ­10 ­5 10 15 20 25 SNR1 [dB] Hình 3.4:Phẩm chất BER theo SNR1 cố định SNR2=20dB tối ưu theo hai tiêu chuẩn ZF và MMSE của QPSK với N s = N r = N d = BER performance versus SNR1 while fixing SNR2=20dB, 8PSK, N=4   10 ZF, without direct MMSE, without direct ZF, with direct MMSE, with direct ­1 Average BER 10 ­2 10 ­3 10   ­10 ­5 10 15 20 25 SNR1 [dB] Hình 3.5:Phẩm chất BER theo SNR1 cố định SNR2=20dB tối ưu theo hai tiêu chuẩn ZF và MMSE của 8PSK với N s = N r = N d = 3.4 Tóm tắt chương Trong chương này, em thực phân tích rõ bài toán đồng thời tối ưu Nguồn-Đích cho một hệ thống MIMO một chiều hai chặng, không tái sinh, tuyến tính và thực mô lại một số kết cơng trình của W Guan và H Luo Đồng thời em tiến hành phân tích lý thuyết, trình bày công thức và thực mô cho bài toán đường liên kết trực tiếp Nguồn-Đích Ngoài kết mô cho máy thu ZF và MMSE, điều chế QPSK, BER theo SNR2 cố định SNR1=20dB, em tiến hành khảo sát mô thêm cho các trường hợp 8PSK và BER theo SNR1 cố định SNR2=20dB để minh chứng thêm tính ưu việt của bài toán tối ưu KẾT LUẬN Trong đồ án này em tiến hành nghiên cứu, các hệ thống MIMO đồng thời em tập trung sâu vào nghiên cứu một số bài toán tối ưu cho mạng chuyển tiếp MIMO hợp tác Các kết tổng hợp nghiên cứu tối ưu cho các mạng hợp tác MIMO được trình bày Chương Đặc biệt, em tập trung phân tích rõ bài toán tối ưu cực tiểu hàm chi phí MSE với sự ràng buộc công suất phát tại Nguồn và Chủn tiếp cơng trình của W.Guan và H Luo [43] cho các hệ thống MIMO chuyển tiếp một chiều, hai chặng, không tái sinh, tuyến tính, làm việc kênh pha-đinh Rayleigh phẳng tĩnh Em thực mô máy tính bằng phương pháp Monte-Carlo lại phẩm chất BER theo SNR2 cố định SNR1 = 20dB theo bài toán tối ưu bài báo theo hai tiêu chuẩn MMSE và ZF bài báo của W Guan và H Luo Trong đồ án này em đề xuất và khảo sát mở rộng bài toán tối ưu cho các hệ thống MIMO có sự diện của đường liên kết trực tiếp NguồnĐích Đồng thời, em tiến hành mô thêm trường hợp phẩm chất BER theo SNR1 cố định SNR2 = 20dB và trường hợp điều chế 8PSK TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trần Xuân Nam, Lê Minh Tuấn, Xử lý tín hiệu không gian-thời gian Lý thuyết mô phỏng, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2013 Tiếng Anh [2] A A D’Amico, “Tomlinson-harashima precoding in MIMO systems: a unified approach to transceiver optimization based on multiplicative Schur-convexity,” IEEE Trans Signal Process., vol 56, no 8, pp 36623677, Aug 2008 [3] A Behbahani, R Merched, and A Eltawil, “Optimizations of a MIMO relay network,” IEEE Trans Signal Process., vol 56, no 10, pp 5062 – 5073, Oct 2008 [4] A P Millar, S Weiss, and R W Stewart, “Tomlinson-Harashima precoding design for non-regenerative MIMO relay networks,” in Proc IEEE 73rd Veh Technol Conf (VTC Spring), May 2011, pp – [5] A Pascual-Iserte, D P Palomar, A I Perez-Neira, and M A Lagunas, “A robust maximin approach for MIMO communications with imperfect channel state information based on convex optimization,” IEEE Trans.Signal Process., vol 54, no 1, pp 346-360, Jan 2006 [6] A Pauljar, R W Health, Ăng-tenna Selection for Spatial Multiplexing Systems with Linear Receiver, IEEE Commun., Lett., vol 5(4), 2001, pp [7] 142-144 A S Ibrahim, A K Sadek, S Weifeng, and J Zhang, Cooperative Communications with relay-selection: When to cooperate and whom to cooperate with?, IEEE Trans Wireless Commun., vol 7(7), July 2008, pp 2814-2827 [8] A Toding, M Khandaker, and Y Rong, “Optimal joint source and relay beamforming for parallel MIMO relay networks,” in Proc 6th Int Conf.on Wireless Commun Networking and Mobile Computing (WiCOM), pp 1-4, Sept 2010 [9] A Younis, N Serafimovski, R Mesleh, and H Haas, “Generalized Spatial Modulation,” Asilomar Conf on Signals, Systems, and Comput., Pacific Grove, CA, USA, 2010 [10] B Rankov and A Wittneben, “Spectral efficient protocols for half- duplex fading relay channels,” IEEE J Sel Areas Commun., vol 25, no 2, pp 379-389, Feb 2007 [11] D H Vu, Q T Do, X N Tran, V N Q Bao, Improved Relay Selection for MIMO-SDM Cooperative Communication, Lecture Notes in Electrical Engineering, Springer, vol (240), 2013, pp 1170-1179 [12] D P Palomar and Y Jiang, MIMO Transceiver Design via Majorization Theory Now Publishers, vol 3, no 4-5, pp 331-551: Foundations and Trends in Commun and Inf Theory, 2006 [13] D P Palomar, M Lagunas, and J Cioffi, “Optimum linear joint transmitreceive processing for MIMO channels with QoS constraints,” IEEE Trans Signal Process., vol 52, no 5, pp 1179-1197, May 2004 [14] E Telatar, “Capacity of Multi-Ăng-tenna Gaussian Channels,” AT&T Bell Lab Int Tech Memo., June 1995 (European Trans Telecommun., vol 10), Dec 1999 [15] F.-S Tseng and W.-R Wu, “Nonlinear transceiver designs in MIMO amplify-and-forward relay systems,” IEEE Trans Veh Technol., vol 60, no 2, pp 528 – 538, Feb 2011 [16] F.-S Tseng, M.-Y Chang, and W.-R Wu, “Joint tomlinson-harashima source and linear relay precoder design in amplify-and-forward MIMO relay systems via MMSE criterion,” IEEE Trans Veh Technol., vol 60, no 4, pp 1687 – 1698, May 2011 [17] G J Foschini and M J Gans, “On limits of wireless communications in a fading environment when using multiple ăng-tennas,” Wireless Personal Commun., vol 6, pp 311-335, 1998 [18] G J Foschini, “Layered space-time architecture for wireless communications in a fading environment when using multiple ăngtennas,” Bell Lab Tech J., vol 1(2), 1996, pp 41-59 [19] G Kramer, M Gastpar, and P Gupta, “Cooperative strategies and capacity theorems for relay networks,” IEEE Trans Inform Theory, vol 51, no 9, pp 3037-3063, Sep 2005 [20] H.-Q Ngo, T.Q.S Quek, and H Shin, “Amplify-and-forward two-way Relay networks: error exponents and resource allocation” IEEE Trans Commun., vol 58, no 9, pp 2653 – 2666, Sept 2010 [21] J Jeganathan, A Ghrayeb, and L Szczecinski, “Space Shift Keying Modulation for MIMO Channels,” IEEE Trans on Wireless Commun., vol 8, no 7, pp 3692-3703, July 2009 [22] J.-K Zhang, A Kavcic, and K M Wong, “Equal-diagonal QR decomposition and its application to precoder design for successive cancellation detection,” IEEE Trans Inform Theory, vol 51, no 1, pp 154-172, Jan 2005 [23] J Wagner and A Wittneben, “On capacity scaling of (long) MIMO amplify-and-forward multi-hop networks,” in Proc IEEE Asilomar Conf on Signals, Systems and Computers, Pacific Grove, CA, USA, Oct 2008, pp 346 – 350 [24] K.-J Lee, H Sung, E Park and I Lee, “Joint optimization of one and two-way MIMO AF multiple-relay systems” IEEE Trans Wireless Commun., vol 9, no 12, pp 3671 – 3681, Dec 2010 [25] K J Ray Liu, A K Sadek, W Su and A Kwasinski, Cooperative Communication and Networking, Cambridge University Press, 2009 [26] K Phan, T Le-Ngoc, S Vorobyov, and C Tellambura, “Power allocation in wireless multi-user relay networks,” IEEE Trans Wireless Commun., vol 8, no 5, pp 2535-2545, May 2009 [27] L Sanguinetti and A A D’Amico, “Power allocation in two-hop amplifyIEEE Trans and-forward MIMO relay systems with QoS requirements,” Signal Process., vol 60, no 5, pp 2494-2507, May 2012 [28] L Sanguinetti, “A Tutorial on the Optimization of Amplify-and-Forward MIMO Relay Systems”, IEEE Journal On Selected Areas In Communications, vol 30, no 8, Sep 2012 [29] L Sanguinetti, A A D’Amico and Y Rong, “On the design of Amplifyand-Forward MIMO-OFDM relay systems with QoS requirements,” submitted to IEEE Trans Veh Technol., July 2012 [30] M Renzo, H Haas, A Ghrayeb, S Sugiura, and L Hanzo, “Spatial Modulation for Generalized MIMO: Challenges, Opportunities and Implementation,” Proc of the IEEE, July 2013 [31] N Fawaz, K Zarifi, M Debbah, and D Gesbert, “Asymptotic capacity and optimal precoding in MIMO multi-hop relay networks,” IEEE Trans Inf Theory, vol 57, pp 2050 – 2069, Apr 2011 [32] O Munoz-Medina, J Vidal, and A Agustin, “Linear transceiver design in non-regenerative relays with channel state information,” IEEE Trans Signal Process., vol 55, no 6, pp 2593-2604, June 2007 [33] P Gong, J Xu, and L Qiu, “Tomlinson-Harashima precoding in the physical network coded two-way MIMO relay channels,” in Proc.Second Int Conf on Future Networks, Jan 2010, pp 11-15 [34] P W Wolniansky, G J Foschini, G D Golden, and R A Valenzuela, “VBLAST, An architecture for realizing very high data rates over the richscattering wireless channel,” URSI Int Symp on Signals, Syst., and Electron (ISSSE'98), Pisa, Italy, Sep 1998, pp 295-300 [35] R Y.Mesleh, H Haas, S Sinanovic, C W Ahn, and S Yun, “Spatial modulation,” IEEE Trans Veh Technol., vol 57, no 4, pp 2228-2241, July 2008 [36] S J Kim, N Devroye, P Mitran, and V Tarokh, “Achievable rate regions for bi-directional relaying,” submitted to IEEE Trans Inf Theory [37] S Jang and D K Kim, “A unified framework for the joint optimal allocation of subchannel and power in multi-hop relay network,” in Proc 12thInt Conf on Advanced Commun Technol.,vol.2, Gangwon-Do, Korea, Feb 2010, pp 1081-1084 [38] S M Alamouti, “A simple transmit diversity technique for wireless communications,” IEEE J Sel Areas Commun., vol 16, no 8, pp 14511458, Oct 1998 [39] S Yang and J.-C Belfiore, “Diversity of MIMO multihop relay channels,” submitted to IEEE Trans Inf Theory [40] S Yeh and O L´evˆeque, “Asymptotic capacity of multi-level amplifyand-forward relay networks,” in Proc IEEE ISIT, Nice, France, Jun 2007, pp 1436-1440 [41] S Xu and Y Hua, “Optimal design of spatial source-and-relay matrices for a non-regenerative two-way MIMO relay system,” IEEE Trans Wireless Commun., vol 10, no 5, pp 1645 – 1655, May 2011 [42] V Tarokh, H Jafarkhani, and A R Calderbank, “Space-time block coding for wireless communications: Performance results,” IEEE J Sel Areas Commun., vol 17, no 3, pp 451-460, Mar 1999 [43] W Guan, H Luo, and W Chen, “Joint MMSE Transceiver Design in Non-Regenerative MIMO Relay Systems,” IEEE Commun Lett., vol 12, no 7, pp 517 – 519, July 2008 [44] W Zhang, U Mitra, and M Chiang, “Optimization of amplify-andforward multicarrier two-hop transmission,” IEEE Trans Commun., vol 59, no 5, pp 1434-1445, May 2011 [45] X N Tran, V H Nguyen, T T Bui and T C Dinh, “Distributed Node Selection for MIMO-SDM Cooperative Networks,” The IEEE Asia Pacific Wireless Commun Symp (IEEE APWCS 2011), 22 to 23 Aug 2011, Singapore [46] X N Tran, V H Nguyen, T T Bui, and T C Dinh, Distributed Relay Selection for MIMO-SDM Cooperative Networks, IEICE Trans on Commun., vol E95-B(4), April 2012, pp 1170-1179 [47] X Tang and Y Hua, “Optimal design of non-regenerative MIMO wireless relays,” IEEE Trans Wireless Commun., vol 6, no 4, pp 13981407, April 2007 [48] Y Rong and M R A Khandaker, “On uplink-downlink duality of multihop MIMO relay channel,” IEEE Trans Wireless Commun., vol 10, pp 1923-1931, June 2011 [49] Y Rong, “Linear non-regenerative multicarrier MIMO relay communications based on MMSE criterion,” IEEE Trans Commun., vol 58, no 7, pp 1918-1923, July 2010 [50] Y Rong, “Multi-hop non-regenerative MIMO relays: QoS considerations,” IEEE Trans Signal Process., vol 59, no 1, pp 290-303, Jan 2011 [51] Y Rong, “Optimal linear non-regenerative multi-hop MIMO relays with MMSE-DFE receiver at the destination,” IEEE Trans WirelessCommun., vol 9, no 7, pp 2268-2279, July 2010 [52] Y Rong, “Simplified algorithms for optimizing multiuser multi-hop MIMO relay systems,” IEEE Trans Commun., vol 59, pp 2896 – 2904, Oct 2011 [53] Y Rong and F Gao, “Optimal beamforming for non-regenerative MIMO relays with direct link,” IEEE Commun Lett., vol 13, no 12, pp 926 – 928, Dec 2009 [54] Y Rong, X Tang, and Y Hua, “A unified framework for optimizing linear nonregenerative multicarrier MIMO relay communication systems,” IEEE Trans Signal Process., vol 57(12), Dec 2009, pp 48374851 [55] Y Rong and Y Hua, “Optimality of diagonalization of multi-hop MIMO relays,” IEEE Trans Wireless Commun., vol 8, pp 6068 – 6077, Dec 2009 [56] Y Rong and Y Xiang, “Multiuser multi-hop MIMO relay systems with correlated fading channels,” IEEE Trans Wireless Commun.,vol.10, pp 2835 – 2840, Sept 2011 [57] Y Rong, X Tang, and Y Hua, “A unified framework for optimizing linear nonregenerative multicarrier MIMO relay communication systems,” IEEE Trans Signal Process., vol 57, no 12, pp 4837- 4851, Dec 2009 ... nút Chuyển tiếp các hệ thống MIMO chuyển tiếp với nhiều nút Trung gian song song Thứ hai, là kỹ thuật tối ưu các ma trận các nút như: kỹ thuật đồng thời tối ưu nút Chuyển tiếp và nút... trung nghiên cứu khái niệm và các kỹ thuật tối ưu cho các hệ thống MIMO hợp tác Nội dung đồ án của em gồm: Chương 1:Làm rõ nội dung truyền thông hợp tác và kỹ thuật MIMO Chương... hợp cơng trình nghiên cứu liên quan đến tới ưu hóa mạng truyền thông hợptác MIMO- AF đượcthực Chương 3:Phân tích bài toán đồng thời tối ưu Nguồn-Đích cho một hệ thống MIMO một chiều