Sau khi khám phá ra khi các đường tán xạ đủ lớn kênh truyền đa đường vơ tuyến cĩ khả năng cung cấp một dung lượng khá lớn nhờ vào các kiến trúc xử lý thích hợp. Năm 1996, G.J. Foschisi thuộc phịng thí nghiệm Bell đã đưa ra kiến trúc D-BLAST sử dụng đa anten phát và thu với kỹ thuật mã hĩa phân lớp theo đường chéo, từng khối dữ liệu sẽ được truyền theo đường chéo. Trong mơi trường tán xạ Rayleigh, kiến trúc này cĩ thể cung cấp dung lượng tăng tuyến tính theo số anten phát và anten thu (với giả sử rằng số anten phát và thu là bằng nhau) và cĩ thể đạt tới gần 90% dung lượng Shanon. Tuy nhiên sự phức tạp của kiến trúc D-BLAST khĩ cĩ thể thực hiện được. Năm 1996 Wolniansky cùng với Foschini, Golden và Valenzuela đã đưa ra kiến trúc V-BLAST, kiến trúc này đã thực hiện trong phịng thí nghiệm Bell với hiệu suất băng thơng lần đầu tiên lên tới 20-40 bps/Hz tại mức tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNR từ 24 đến 34 dB.
2.5. Kết luận chương:
Trong chương này, chúng ta đã tìm hiểu tổng quát về kỹ thuật OFDM và hệ thống MIMO. Nĩ cho thấy rằng đây là một trong những giải pháp cơng nghệ đầy hứa hẹn cho việc nâng cao dung lượng và độ an tồn của hệ thống thơng tin di động.
Trang 70
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT MIMO-OFDMA VÀ ỨNG DỤNG
TRONG THƠNG TIN DI ĐỘNG TẾ BÀO
Lời giới thiệu
Các hệ thống thơng tin khơng dây luơn được nghiên cứu nhằm cải thiện chất lượng dung lượng cũng như khả năng chống lại hiện tượng đa đường. Đối với các hệ thống thơng tin truyền thống, chất lượng tín hiệu cĩ thể cải thiện bằng cách tăng cơng suất phát, dung lượng hệ thống cĩ thể tăng khi tăng băng thơng. Tuy nhiên cơng suất cũng chỉ cĩ thể tăng tới một mức giới hạn nào đĩ vì cơng suất phát càng tăng thì hệ thống càng gây nhiễu cho các hệ thống thơng tin xung quanh, băng thơng hệ thống của hệ thống cũng khơng thể tăng mãi lên vì việc phân bố băng thơng đã được định chuẫn sẵn.
Hệ thống MIMO cĩ thể tăng dung lượng kênh truyền, sử dụng băng thơng rất hiệu quả nhờ ghép kênh khơng gian (V-BLAST), cải thiện chất lượng của hệ thống đáng kể nhờ vào phân tập tại phía phát và phía thu (STBC, STTC) mà khơng cần tăng cơng suất phát cũng như tăng băng thơng của hệ thống. Kỹ thuật OFDM là một phương thức truyền dẫn tốc độ cao với cấu trúc đơn giản nhưng cĩ thể chống fading chọn lọc tần số, bằng cách chia luồng dữ liệu tốc độ cao thành N luồng dữ liệu tốc độ thấp truyền qua N kênh truyền con sử dụng tập tần số trực giao. Kênh truyền chịu fading chọn lọc tần số được chia thành N kênh truyền con cĩ băng thơng nhỏ hơn, khi N đủ lớn các kênh truyền con chịu fading phẳng. OFDM cịn loại bỏđược hiệu ứng ISI khi sử dụng khoảng bảo vệ đủ lớn. Ngồi ra việc sử dụng kỹ thuật OFDM cịn giảm độ phức tạp của bộ Equalizer đáng kể bằng cách cho phép cân bằng tín hiệu trong miền tần số. Từ những ưu điểm nổi bật của hệ thống MIMO và kỹ thuật OFDM, việc kết hợp hệ thống MIMO và kỹ thuật OFDM là một giải pháp hứa hẹn cho hệ thống thơng tin khơng dây băng rộng tương lai.
Phổ tần vơ tuyến là tài nguyên cơ bản nhưng giới hạn cho các cơng nghệ khơng dây và là sự thúc đẩy chính đối với các nghiên cứu 4G trên thế giới trực tiếp dẫn đến các hệ thống sử dụng phổ tần hiệu quả. Các cơng nghệ mới hứa hẹn về một
Trang 71
sự cải thiện gấp 10 lần hiệu quả sự dụng phổ tần so với các giải pháp đang tồn tại. Các hệ thống 4G cũng được xem như các hệ thống tổ ong dựa trên IP. Một số các giao diện khơng gian 4G khác nhau hiện nay vẫn cịn đang được xem xét. Các hệ thống 4G phải cĩ hiệu quả chi phí và định hướng dịch vụ. Trong hệ thống MIMO- OFDMA sử dụng cơng nghệ đa truy cập OFDMA cho đường xuống và SC-FDMA cho đường lên và nĩ vẫn dựa trên cơng nghệ ănten MIMO để đạt tốc độ truyền dữ liệu cao như mong muốn.
Nội dung của chương này được dịch nguyên theo tài liệu tham khảo [1], cùng một số bài báo và các tài liệu khác.