Bộ tỏch súng khử nhiễu đồng thời (PIC) là thuật toỏn tỏch súng phi tuyến độ phức tạp thấp, hiệu quả cho việc tỏch cỏc tớn hiệu mong muốn từ cỏc quan sỏt kờnh MIMO. Giống như SIC, bộ tỏch súng PIC thực hiện ước tớnh và khử nhiễu từ quan sỏt gốc để tạo ra một quan sỏt với cỏc tớn hiệu cũn lại với nhiễu kỳ vọng thấp. Bộ tỏch súng PIC được đề xuất đầu tiờn cho cỏc hệ thống truyền thụng tổ ong số, trong đú nú được gọi là “bộ tỏch súng đa tầng”. Thuật toỏn cơ bản cho bộ tỏch súng PIC như sau:
1. Bộ tỏch súng PIC xõy dựng một phộp ước tớnh của một số hoặc tất cả vectơ đầu vào kờnh MIMO (bao gồm kết hợp của cỏc ký hiệu mong muốn hay khụng mong muốn bất kỳ) sử dụng một kỹ thuật đơn giản như là lọc ghộp hoặc tỏch súng khử về 0. Khi đú cỏc ước tớnh này được nhõn với cỏc cột liờn hợp của chỳng trong ma trận kờnh MIMO H và lấy quan sỏt gốc x trừ đi để được quan sỏt cũn lại xr. Khỏc với bộ tỏch súng SIC, tất cả cỏc thao tỏc này được thực hiện đồng thời.
2. Mỗi đầu vào kờnh mong muốn khi đú được ước tớnh từ quan sỏt cũn lại sử
dụng một kỹ thuật đơn giản như lọc ghộp. Và điều này cũng được thực hiện đồng thời. Bộ tỏch súng PIC là một thuật toỏn thỏa món ngay từ đầu. Nếu ước tớnh vectơ tại bước 1 là chớnh xỏc, thỡ cỏc nguồn nhiễu sẽ bị khử và độ tin cậy của cỏc ước tớnh cho cỏc tớn hiệu mong muốn tăng trong bước 2. Tuy nhiờn, bộ tỏch súng PIC cũng cú chung vấn đề về độ nhạy khử nhiễu như bộ tỏch súng SIC. Nếu nhiễu được ước tớnh khụng chớnh xỏc trong bước 1, nú cú thể tăng thờm trong quan sỏt cũn lại, khiến cho kết quả cỏc ước tớnh trong bước 2 cũn kộm hơn nếu khụng cú sự tham gia của khử nhiễu.
Thực tế, bộ tỏch súng PIC cú một số cải tiến hơn bộ tỏch súng SIC bao gồm: cấu trỳc song song của nú cú trễ tỏch súng thấp hơn cấu trỳc nối tiếp của bộ tỏch súng SIC. Vỡ vậy, với cỏc tớn hiệu thu với cỏc cụng suất bằng nhau, bộ tỏch súng PIC thực hiện cỏc ước tớnh với hiệu năng bằng nhau cho tất cả cỏc đầu vào kờnh, trong khi bộ tỏch súng SIC cung cấp hiệu năng khụng đều nhau cho cỏc đầu vào kờnh. So sỏnh hiệu năng SINR của bộ tỏch súng PIC và SIC cho cỏc hệ thống tổ ong số tham khảo [10].
Nhiều tầng của bộ tỏch súng PIC cũng được thực hiện đơn giản. Trong trường hợp này, nếu mỗi tầng cải thiện chất lượng cỏc ước tớnh ký hiệu mong muốn thỡ nhiều tầng của tỏch súng PIC sẽ hội tụ tới cỏc ước tớnh ký hiệu chất lượng tốt. Tuy nhiờn, rất cú thể rằng bộ tỏch súng PIC sẽ khụng hội tụ tới một giải phỏp tốt và thực tế cú thể phõn kỳ. Khi sử dụng ớt tầng trong tỏch súng PIC thỡ chất lượng ước tớnh được cải thiện rất nhiều, trong khi đú nếu sử dụng nhiều tầng tỏch súng PIC thực tế lại làm cho cỏc ước tớnh ở cỏc tầng sau cú chất lượng thấp hơn ở tầng đầu tiờn [6].
Gần đõy cỏc nhà nghiờn cứu quan tõm đến việc phỏt triển bộ tỏch súng phi tuyến lai với cấu trỳc PIC, việc ước tớnh nhiễu khụng tin cậy trong bước 1. Bộ tỏch súng PIC mới này được đưa ra để tăng cỏc ưu điểm về hiệu năng hoạt động quan trọng của cỏc bộ tỏch súng PIC mó xoắn, tất nhiờn sẽ tăng thờm độ phức tạp của bộ tỏch súng này.
4.5 Tổng kết
Trong chương này chỳng ta đó tập trung vào việc giới thiệu mụ hỡnh tớn hiệu dàn anten, xõy dựng cỏc kỹ thuật tạo bỳp súng tuyến tớnh với cỏc phương phỏp và thuật toỏn hiệu quả, đưa ra kỹ thuật tạo bỳp súng phỏt. Cỏc kỹ thuật này là khú và đũi hỏi phải cú nhiều thời gian nghiờn cứu tỡm hiểu.
Phần quan trọng khỏc là đó tổng kết một số cỏc kết quả gần đõy về cỏc kờnh truyền thụng MIMO. Cỏc kờnh truyền thụng MIMO được đưa ra khỏ tổng quỏt và trỡnh bày một số hỡnh thức hoạt động bao gồm một hoặc nhiều bộ phỏt, một hoặc nhiều bộ thu, và nhiều đường truyền. Dung lượng của cỏc kờnh MIMO và mụ tả cỏc kỹ thuật để đạt được dung lượng này cũng được thảo luận trong chương này. Chỳng ta cũng xem xột một số kỹ thuật tỏch tớn hiệu tuyến tớnh và phi tuyến cho cỏc kờnh MIMO. Cỏc kỹ thuật này phõn biệt với nhau bởi một số nhõn tố như cỏc thụng tin yờu cầu tại bộ thu, độ phức tạp tớnh toỏn, và hiệu năng hoạt động. Nghiờn cứu cỏc hệ thống truyền thụng MIMO sẽ vẫn là một chủ đề quan trọng cần phải xem xột kỹ trong thời gian tới.
KẾT LUẬN
Đồ ỏn gồm bốn chương: chương 1 giới thiệu kiến trỳc tổng quan của mạng thụng tin di động 3G; chương 2 tập trung vào ứng dụng của cỏc DSP khả trỡnh trong cỏc mỏy cầm tay hai chế độ (2G và 3G); chương 3 nghiờn cứu ứng dụng của cỏc DSP khả trỡnh trong trạm gốc 3G; chương 4 nghiờn cứu sử dụng DSP khả trỡnh trong xử lý dàn anten.
Để nghiờn cứu đồ ỏn “Ứng dụng cỏc DSP khả trỡnh trong 3G” đũi hỏi phải cú một vốn kiến thức chắc chắn về xử lý tớn hiệu số. Trong hệ thống thụng tin di động cỏc DSP cú vai trũ quan trọng, cỏc DSP khả trỡnh giỳp cho hệ thống tăng mạnh về dung lượng, tốc độ xử lý, tớnh mềm dẻo. So với hệ thống 2G, thỡ hệ thống 3G với vựng phủ rộng hơn, cung cấp nhiều dịch vụ hơn, tốc độ truyền tải tin tức cao hơn, v.v.. điều đú càng cho thấy vai trũ của cỏc DSP khả trỡnh trong cỏc hệ thống thụng tin di động 3G là vụ cựng quan trọng. Cần phải cú phương phỏp thiết kế cỏc vi mạch DSP cho cỏc hệ thống 3G để hệ thống 3G đảm bảo được sự kỳ vọng của cỏc tiờu chuẩn mà cỏc tổ chức chuẩn húa đưa ra.
Đồ ỏn đó hoàn thành đỳng yờu cầu được đặt ra ban đầu. Nội dung đồ ỏn đi sõu nghiờn cứu ứng dụng của cỏc DSP khả trỡnh trong mạng truy nhập vụ tuyến: cụ thể là ứng dụng của cỏc DSP trong mỏy cầm tay hai chế độ (2G và 3G), cỏc modem trạm gốc 3G, và xử lý dàn anten.
Đồ ỏn đó xõy dựng một số phương phỏp thiết kế phần cứng trong mỏy cầm tay, đưa ra cỏc phõn tớch hệ thống và cỏc giải phỏp bộ đồng xử lý mềm dẻo trong trạm gốc 3G, nghiờn cứu cỏc kỹ thuật tạo bỳp súng tuyến tớnh ở dàn anten, đặc biệt đó đưa ra cỏc phương phỏp ước tớnh của cỏc tớn hiệu mong muốn trong cỏc hệ thống MIMO.
Nội dung đồ ỏn mới chỉ nghiờn cứu ứng dụng của cỏc DSP khả trỡnh trong mạng truy nhập vụ tuyến, chưa nghiờn cứu mạng lừi. Hướng tiếp theo của Đồ ỏn là tiếp tục nghiờn cứu đầy đủ ứng dụng của cỏc DSP khả trỡnh trong hệ thống 3G, như: nghiờn cứu SDR, xử lý ảnh và õm thanh dựng DSP khả trỡnh, v.v.. và xõy dựng phương phỏp thiết kế vi mạch DSP cho 3G.
Mặc dự đó cú nhiều cố gắng trong quỏ trỡnh thực hiện nhưng trong đề ỏn chắc chắn khụng thể trỏnh khỏi những thiếu sút. Em rất mong nhận được sự đúng gúp ý kiến của quý thầy cụ và bạn đọc. Xin chõn thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TS. Nguyờ̃n Phạm Anh Dũng, “Giỏo trỡnh Thụng tin di đụ̣ng thế hệ ba”, NXB Bưu điện, 3/2004.
[2] TS. Nguyờ̃n Phạm Anh Dũng, “Giỏo trỡnh Thụng tin di đụ̣ng”, NXB Bưu điện, 6/2002.
[3] TS. Nguyờ̃n Phạm Anh Dũng, “Thụng tin di đụ̣ng GSM”, NXB Bưu Điện, 1999.
[4] TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Giỏo trỡnh Cơ sở truyền dẫn vi ba số”, NXB Bưu điện, 4/2001.
[5] TS. Nguyờ̃n Phạm Anh Dũng. “Lý thuyết trải phụ̉ và ứng dụng”, NXB Bưu Điện, 05/2000.
[6] Alan Gatherer and Edgar Auslander, “The Application of Programmable DSPs in Mobile Communications”, John Wiley & Sons Ltd, 2002.
[7] Gatherer, A., Stetzler, T., McMahan, M. and Auslander, E., “DSP based architectures for mobile communications: past, present, and future”, IEEE Communications Magazine, January 2000.
[8] Agee, B., “Blind Separation and Capture of Communication Signals Using a Multitarget Constant Modulus Beamformer”, in Proceedings of the 1989 IEEE Military Communications Conference, Boston, MA, October 1989.
[9] M. Bromberg and B. Agee, “The LEGO approach for achieving max-min capacity in reciprocal multipoint networks”, in Proceedings of the Thirty Fourth Asilomar Conference on Signals, Systems, and Computers, Oct. 2000.
[10] Brown, D. and Johnson, C., “SINR, Power Efficiency, and Theoretical System Capacity of Parallel Interference Cancellation”, in Proceedings of the 2000 Conference on Information Sciences and Systems, Vol. 1, Princeton, NJ, 15–17 March 2000, pp. TA2.1– TA2.6.
[11] Viterbi, A., “Very Low Rate Convolutional Codes for Maximum Theoretical Performance of Spread-Spectrum Multiple-Access Channels”, IEEE Journal on Selected Areas in Communication, 8, May 1990, 641–649.
[12] Patel, P. and Holtzman, J., “Analysis of a Simple Successive Interference Cancellation Scheme in a DS-CDMA System”, IEEE Journal on Selected Areas in Communication, 12, June 1994, 796–807.
[13] Schniter, P. and Johnson, C., ‘Sufficient Conditions for the Local Convergence of Constant Modulus Algorithms’, IEEE Transactions on Signal Processing, 48, October 2000, 2785–2796. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
[14] Madow, U., ‘Blind Adaptive Interference Suppression for Direct-Sequence CDMA’, Proceedings of the IEEE, 86, October 1998, 2049–2069.
[15] D. Brown, D. Anair, and C. Johnson, ‘Linear detector length conditions for DS-CDMA perfect symbol recovery’, in Proceedings of the 1999 Signal Processing Advances in Wireless Communications Conference, Annapolis, MD, pp. 178–81, May 9-12 1999. [16] Raleigh, G. and Cioffi, J., ‘Spatio-Temporal Coding for Wireless Communication’, IEEE
[17] Visotsky, E. and Madhow, U., ‘Optimum Beamforming using Transmit Antenna Arrays’, in Proceedings of the IEEE 49th Conference on Vehicular Technology, Vol. 1, 1999, pp. 851–856.