Đặc điểm hoạt động của MIMO

Một phần của tài liệu Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật mimo cho bộ thu truyền hình số quảng bá DVB (Trang 45 - 47)

Công nghệ MIMO là phương pháp duy nhất để khắc phục giới hạn thông tin lý thuyết của hệ thống SISO mà không cần bổ sung về băng thông hay công suất phát. Tuy nhiên, việc thực hiện nó đòi hỏi xử lý tín hiệu phức tạp hơn và hơn nữa có thể cần nâng cấp cơ sở hạ tầng mạng hiện có.

Giải điều chế MIMO

Thiết bị nhận sẽ phải giải điều chế tín hiệu nhận được để cung cấp các thông tin cho bộ giải mã kênh. Chức năng này thực hiện bởi các bộ giải ánh xạ và để khai thác các lợi ích cung cấp bởi công nghệ MIMO, nó là điều cần thiết để triển khai các thuật toán giải điều chế MIMO có hiệu suất cao. Tuy nhiên, thuật toán như vậy thường kéo theo độ phức tạp cao. Do đó, một khía cạnh quan trọng trong thiết kế hệ thống MIMO là sự cân bằng giữa độ phức tạp và hiệu năng. Tối ưu hậu nghiệm tối đa (MAP) giải ánh xạ giảm thiểu xác suất lỗi bit, nhưng sự phức tạp của nó tăng theo cấp số nhân với số lượng anten phát. Để giảm bớt sự phức tạp của các bộ giải ánh xạ MAP, xấp xỉ max-log có thể thay thế bằng logarit của một tổng các hàm mũ bằng cách tính khoảng cách tối thiểu. Trong khi hiệu quả xấp xỉ này thường là nhỏ, sự phức tạp vẫn còn tỷ lệ với cấp số nhân của số anten phát.

dụng một bộ cân bằng tuyến tính trong tín hiệu nhận bằng cách hủy bỏ nhiễu đa luồng, do đó chuyển các vấn đề trên MIMO thành các vấn đề với SISO độc lập. Các thiết bị thu ZF loại bỏ sự can nhiễu đa luồng bằng cách tăng giá trị của nhiễu, trong khi thiết bị thu MMSE cho ra một sự cân bằng giữa loại bỏ nhiễu và tăng cường nhiễu. Sự phức tạp của các bộ giải ánh xạ tỷ lệ với đa thức của số anten phát, tức là có thể đạt được sự giảm độ phức tạp một đáng kể so với tối ưu hóa bộ giải ánh xạ.

Trong MIMO-BICM với việc giải mã lặp đi lặp lại, tín hiệu đầu ra của bộ giải mã kênh sẽ được đưa trở lại bộ giải ánh xạ MIMO để cải thiện việc phát hiện. Chúng tôi lưu ý rằng lặp đi lặp lại giải mã chỉ ảnh hưởng đến phía nhận và do đó không cần các sửa đổi trong các tiêu chuẩn và ở phía phát. Tuy nhiên, sự phức tạp của tối ưu hóa bộ giải ánh xạ MIMO cùng với giải mã lặp đi lặp lại là quá nhiều trong các ứng dụng thực tế.

Hoạt động triển khai mạng

Ngoài ra, việc khai thác MIMO có thể yêu cầu nâng cấp cơ sở hạ tầng mạng hiện có bởi hiện mới chỉ sử dụng đơn anten truyền và nhận. Trong khi MIMO loại 1 có thể được áp dụng trong các máy phát SFN để tái sử dụng các cơ sở hạ tầng mạng hiện tại với 1 anten thu duy nhất, việc sử dụng MIMO loại 2 yêu cầu đầu tư bổ sung ở cả 2 phía của truyền dẫn. Tại phía thu, nó bắt buộc phải tích hợp 2 anten để giải điều chế tín hiệu. Tại phía phát, cơ sở hạ tầng mạng yêu cầu bổ sung thêm một số thành phần như: anten phân cực chéo, hệ thống làm mát, cung cấp RF, bộ cộng và khuếch đại.

Hơn nữa, các đặc điểm kỹ thuật trong DVB-NGH xác định việc thực hiện các kỹ thuật MIMO chỉ như 1 profile tùy chọn, do đó nó không phải là bắt buộc đối với tất cả phương thức truyền dẫn DVB-NGH. Các profile tiêu chuẩn chỉ sử dụng 1 anten truyền dẫn và cho phép triển khai mạng MIMO tùy theo nhu cầu thị trường. Do đó dễ dàng di chuyển từ mạng truyền hình quảng bá SISO sang mạng MIMO mới mà đòi hỏi phải có cả 2 anten cho truyền và nhận, nó hữu ích ở chỗ là hỗ trợ việc giảm công suất phát của anten đã có một chút và thêm vào một anten phát thứ 2 với công suất tối thiểu không ảnh hưởng đến sự suy giảm hiệu suất của thiết bị

nhận. Với đặc điểm nó vẫn duy trì độ lợi MIMO trên cả 2 thiết bị thu cũ và mới có thể tương thích với chuẩn mới (DVB-NGH) trong mạng hiện tại (trong trường hợp này là DVB-T2). Với phương án này, kiến trúc MIMO loại 2 được thiết kế để đưa vào tình huống mất cân bằng công suất làm giảm hiệu năng.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật mimo cho bộ thu truyền hình số quảng bá DVB (Trang 45 - 47)