Nhiệm vụ của máy thu là phải phân tách được các tín hiệu gửi từ các anten phát dựa trên dấu hiệu không gian của chúng. Phần này giới thiệu bốn mô hình cấu trúc máy thu với những đặc điểm và độ phức tạp tính toán khác nhau để có thể giải tương quan tín hiệu nhận được và tìm ra tín hiệu gốc.
Máy thu Zero-Forcing
Một máy thu zero-forcing (ZF), hay còn được gọi là bộ giải tương quan tuyến tính, là một cấu trúc thu đơn giản sử dụng ma trận kênh đã biết trước để ước lượng tín hiệu gửi đến. Máy thu ZF tính toán tín hiệu ước lượng như sau:
(3.3)
là chuyển vị liên hợp phức của H và r là tín hiệu thu được. Nếu H là ma trận vuông và khả nghịch thì .
Ưu điểm của máy thu ZF là giúp phân biệt các tín hiệu đã gửi một cách hoàn hảo. Tuy nhiên, nó cũng làm tăng nhiễu đáng kể ở điều kiện tỉ số SNR thấp và như vậy, nó chỉ thích hợp cho ứng dụng trong điều kiện SNR cao.
Máy thu sai số bình phƣơng trung bình tối thiểu MMSE
Máy thu MMSE tiếp cận theo một hướng khác để phân tách các tín hiệu đồng kênh. Thay vì nâng cao độ hoàn hảo của việc tách tín hiệu, nó sẽ cố gắng để tối thiểu ảnh hưởng của tạp nhiễu và nhiễu đồng kênh trong tín hiệu thu được. Tín hiệu ước lượng được tính theo biểu thức:
(3.5)
Trong đó là độ lệch tiêu chuẩn của nhiễu.
Máy thu MMSE ít nhạy đối với nhiễu nhưng lại làm giảm chất lượng phân tách tín hiệu. Trong điều kiện SNR cao với , máy thu MMSE sẽ tương đương với một máy thu ZF.
Máy thu V-BLAST
Cấu trúc V-BLAST tăng độ phức tạp tính toán của máy thu so với ZF và MMSE nhưng mang lại sự cải thiện về khả năng phân tách tín hiệu và chống nhiễu. Máy thu V- BLAST hoạt động bằng cách lặp đi lặp lại việc lựa chọn tín hiệu mạnh nhất trong các tín hiệu dò được và loại nó ra khỏi tập các tín hiệu thu, cho đến khi tât cả các tín hiệu đều được phát hiện thì dừng lại. Khi máy thu đã tách được tất cả các tín hiệu độc lập, nó có thể xây dựng lại dòng bit đã gửi.
Máy thu Hợp lệ tối đa ML
Máy thu ML có hiệu năng về tỉ lệ lỗi tốt nhất trong số bốn cấu trúc máy thu, nhưng đồng thời cũng có độ phức tạp tính toán cao nhất.
Ước lượng hợp lệ tối đa của được tính như sau:
Máy thu ML tính toán giá trị nhỏ nhất trên tất cả các vector từ mã có thể s, dẫn tới độ phức tạp tính toán tăng lên rất nhiều khi số lượng anten phát tăng. Hình 3.6 biểu diễn sự gia tăng độ phức tạp tính toán khi sử dụng điều chế mức cao nhất trong DVB-T2 là 256QAM.
Hình 3.6: Độ phức tạp tính toán đối với máy thu Maximum Likelihood khi sử dụng điều chế 256QAM.