máy phát LST.
Như chúng ta thấy khi sử dụng hệ thống STTC, chúng ta gặp một khó khăn rất lớn khi chúng ta sử dụng điều chếở mức cao, cả bộ lập mã và giải mã sẽđều phức tạp hơn rất nhiều, điều đó sẽ làm cho hệ thống rất khó thực hiện. Vì vậy chúng ta cần có một kiến trúc đơn giản hơn để giải quyết vấn đề này. Lập mã không gian thời gian phân tầng (LST – Layer Space Time Coding) có thể đạt được các điều kiện này. Đó chính là lý do tại sao kiến trúc LST được sử dụng rộng rãi trong công nghệ truyền thông MIMO.
Hình 1.10: Kiến trúc HLST (horizontal layered space time với mã hóa đơn[9]
Bộđan xen Biến đổi nối tiếp, song song Bộđan xen Bộđiều chế Dữ liệu Bộđiều chế ⋮ Bộ lập mã
Hình 1.11:Kiến trúc HLST với mã hóa riêng cho mỗi tầng[9]
Máy phát theo kiến trúc LST có cấu trúc đơn giản, dễ dàng thực hiện. Trong phần này, chúng tôi xin giới thiệu bộ phát kiến trúc không gian thời gian theo kiểu phân tầng ngang (HLST-Horizontal Layered Space Time), kiến trúc không gian thời gian phân tầng kiểu đường chéo (DLST- Diagonal Layered Space Time ) và kiến trúc không gian thời gian phân tầng xâu chuỗi (TLST- Threaded Layered Space Time)
Ta xét tín hiệu trong các máy phát:
Chuỗi , , , …được gửi đi từ anten thứ nhất Chuỗi , , , …được phát từ anten thứ hai
Và chuỗi , , , …được phát từ anten . Kiến trúc HLST còn được thực hiện bằng cách phân chia chuỗi thông tin thành chuỗi con (sub-streams)(hình 1.10 và hình 1.11). Trong các chuỗi con có thể được mã hóa một cách độc lập nhau bằng các bộ lập mã, bộđan xen (interleaver) và bộđiều chế sau đó tín hiệu được truyền trên các anten riêng lẻ (hình 1.11). Các thông tin cũng có thể được mã hóa bằng cùng một bộ lập mã (hình 1.10). Tuy nhiên có thể chất lượng của hệ thống bị giảm đi.
Bộđan xen Biến đổi nối tiếp, song song Bộđan xen Bộđiều chế Dữ liệu Bộđiều chế ⋮ Bộ lập mã Bộ lập mã
Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO
Học viên thực hiện: Nguyễn Văn Thắng 35
Hình 1. 12: Kiến trúc DLST (diagonal layered space time)
Hình 1.12 chỉ ra cấu trúc của máy phát có thể hiện tốt hơn, máy phát sử dụng kiến trúc DLST trong đó từ mã được điều chế của mỗi bộ lập mã được phân phối trên
anten dọc theo đường chéo của mảng truyền dẫn. Ví dụ, ma trận truyền dẫn DLST của hệ thống gồm 3 anten, được tạo thành từ ma trận X, bằng cách trễ hàng thứ đầu vào bằng 1 đơn vị thời gian, các ký tự khác không sẽ nằm trên đường chéo của ma trận X. Các ký tự dưới đường chéo được chèn thành giá trị 0. Từ đó đường chéo
đầu tiên là từ anten thứ nhất, đường chéo thứ hai là từ anten thứ hai, đường chéo thứ ba là từ anten thứ ba và đường chéo thứ tư lại là của anten thứ nhất. Do các từ mã của một lập mã được truyền dẫn trên các anten khác nhau. Điều này có thểđược biểu diễn bằng cách sử dụng bộ đan xen thời gian sau bộđiều chế. Ở hình 1.12, bộđan xen thời gian sử dụng trong kiến trúc DLST có thểđược biểu diễn như sau:
… 0 … 0 0 … → … 0 … 0 0 … (1.40)
Kiến trúc không gian thời gian phân tầng kiểu xâu chuỗi (TLST – threaded layered space time) được thực hiện bằng cách biến đổi cấu trúc DLST bằng cách ưu tiên sử dụng bộđan xen về không gian (Spatial Inter-leaver) hơn đan xen về thời gian
Bộđan xen Biến đổi nối tiếp, song song Bộđan xen Bộđiều chế Dữ liệu Bộđiều chế ⋮ Bộ lập mã Bộ lập mã Bộ xen kẽ thời gian
(Time Inter-leaver), như đã chỉ ra trong hình 1.13. Ví dụ trong hệ thống có 3 anten, hoạt động của bộđan xen không gian (Spacial Inter – leaver) được chỉ ra như sau:
… … … → … … … (1.41)
Hình 1.13:Kiến trúc TLST (Threaded layered space time)
1.5. Kết luận chương
Trong chương này, chúng ta đã tìm hiểu về mô hình hệ thống thông tin vô tuyến MIMO, các yếu tốảnh hưởng đến kênh truyền và kỹ thuật mã hóa không gian thời gian STC (Space Time Code).
Hệ thống MIMO là hệ thống đa anten phát và đa anten thu để tăng hiệu suất sử
dụng công suất, triệt can nhiễu, đặc biệt là cải thiện dung lượng hệ thống. Tuy nhiên, cũng giống như các hệ thống thông tin vô tuyến khác, hệ thống MIMO cũng bị ảnh hưởng đến chất lượng đường truyền bởi các yếu tố như suy hao đường truyền, hiệu ứng màn chắn và hiệu ứng fading. Bộđan xen Biến đổi tiếp, song song Bộđan xen Bộđiều chế Dữ liệu Bộđiều chế ⋮ Bộ lập mã Bộ lập mã Bộđan xen không gian
Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO
Học viên thực hiện: Nguyễn Văn Thắng 37
Mã hóa không gian thời gian là mã hóa trên các anten phát khác nhau, tín hiệu trên anten có sự tương quan là nhỏ nhất trên cả hai miền không gian và thời gian để tại phía thu chúng ta có thể tách được tín hiệu một cách tốt nhất. Để làm được việc này, chúng ta phải sử dụng bộ lập mã và giải mã không gian thời gian tương ứng tại đầu thu và đầu phát.
Để khắc phục và giảm thiểu các ảnh hưởng không mong muốn đến đường truyền và nhiễu xuyên ký tự trong hệ thống thông tin vô tuyến MIMO, trong chương tiếp theo, chúng ta sẽ tiến hành nghiên cứu một số phương pháp tách sóng, cân bằng và
ước lượng kênh. Tách sóng giúp cho phía thu thu được tín hiệu không còn nhiễu bởi các tín hiệu không mong muốn qua việc nghiên cứu kiến trúc máy thu V-BLAST. Cân bằng kênh tại phía thu nhằm loại bỏ các ảnh hưởng của nhiễu xuyên ký tự, hạn chế
nhiễu noise nhằm giảm công suất nhiễu.
CHƯƠNG 2: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÁCH
SÓNG VÀ CÂN BẰNG KÊNH TRONG HỆ
THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN MIMO