Symbol thu được từ anten thứ I , tại sóng mang phụ thứ k của symbol OFDM có thể biểu diễn như sau :
với X j (k) là symbol phát trên sóng mang thứ K trong symbol OFDM .
Vi(k) là nhiễu Gauss tại anten thu thứ I trong miền tần số , tức là N-FFT của nhiễu trong miền thời gian Vi(t) .
λij (k) là độ lợi kênh truyền từ anten phát thứ j tới anten thu thứ i tại sóng mang phụ thứ n . λij (k) chính là N-FFT của đáp ứng xung của kênh truyền Cij (t) từ anten phát thứ j tới anten thu thứ i . nếu máy thu có thể ước lượng chính xác trạng thái kênh truyền thì λij (k) sẽ được biết chính xác ứng với mỗi symbol OFDM .
Kênh truyền hệ thống MIMO-OFDM có thể mô tả thông qua ma trận H như sau :
hình dưới mô tả trực quan hơn ma trận H , kỹ thuật OFDM có tác dụng chia kênh
truyền chọn lọc tần số thành N kênh truyền con pha dinh phẳng. hệ thống MIMO-OFDM tương đương với hệ thống MIMO .
ma trận kênh truyền :
2.5 các độ lợi trong hệ thống MIMO :
hệ thống MIMO sử dụng đa anten phát và thu có thể cung cấp 3 độ lợi : độ lợi Beamforming , độ lợi ghép kênh không gian và độ lợi phân tập không gian .
Độ lợi Beamforming :
Beamforming giúp hệ thống tập trung năng lượng bức xạ theo hướng mong muốn giúp tăng hiệu quả công suất , giảm can nhiễu và tránh được các can nhiễu tới từ các hướng không mong muốn , từ đó giúp cải thiện chất lượng kênh truyền và tăng độ bao phủ của hệ thống . Để có thể thực hiện Beamforming , khoảng cách giữa các anten trong hệ thống MIMO thường nhỏ hơn bước sóng λ ( thông thường là λ/2) .
Beamforming thường được thực hiện trong môi trường ít tán xạ .khi môi trường tán xạ mạnh hệ thống MIMO có thể cung cấp độ lợi ghép kênh không gian và độ lợi phân tập .
Kỹ thuật Beamforming :
Ghép kênh không gian giúp tăng tốc độ truyền :
Tận dụng các kênh truyền song song có được từ đa anten tại phía phát và phía thu trong hệ thống MIMO ,các tín hiệu sẽ được phát độc lập và đồng thời ra các anten , nhằm tăng dụng lượng kênh truyền mà không cần tăng công suất phát hay tăng băng thông hệ thống . dung lượng hệ thống sẽ tăng tuyến tính theo số các kênh truyền song song trong hệ thống .để cực đại độ lợi ghép kênh qua đó cực đại dung lượng kênh truyền thuật toán V-BLAST ( Vertical – Bell Laboratories Layered Space – Time ) được áp dụng .
Độ lợi phân tập ( spatial diversity ):
phân tập không gian giúp cải thiện SNR
Trong truyền dẫn vô tuyến , mức tín hiệu luôn thay đổi , bị phadinh liên tục theo không gian thời gian và tần số , khiến cho tín hiệu tại nơi thu không ổn định , việc phân tập cung cấp cho các bộ thu các bản sao tín hiệu giống nhau qua các kênh truyền phadinh khác nhau , bộ thu có thể lựa chọn hay kết hợp các bản sao tín hiệu này để giảm tốc độ sai bít BER , chống phadinh qua đó tăng độ tin cậy của hệ thống . Để cực đại độ lợi phân tập , giảm BER và chống lại Fadinh , thuật toán STBC ( Space – Time Block Code ) và STTC ( Space – Time Trellis Code ) được áp dụng .
thực tế , để hệ thống có dung lượng cao, BER Thấp , chống được phadinh ta phải có độ tương nhượng giữa độ lợi phân tập và độ lợi ghép kênh trong việc thiết kế hệ thống .
chương 4