Mã không gian-thời gian STC (Space-Time Code) mang lại hiệu quả truyền tin trong môi trường pha đinh sử dụng nhiều anten. Trước đó, vấn đề pha đinh đa đường- - trong
các hệ thống vô tuyến sử dụng nhiều anten chủ yếu tập trung vào các kỹ thuật như phân tập thời gian, phân tập tần số và phân tập anten thu. Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ phân tập anten thu ở máy đầu cuối tỏ ra không hiệu quả do yêu cầu về sự đơn giản, nhỏ gọn và giá rẻ của thiết bị đầu cuối. Vì những lý do thương mại nên việc áp dụng nhiều anten chỉ được đề xuất áp dụng tại trạm gốc [19, 34].
Phương pháp mã hóa không gian thời gian về bản chất là sự kết hợp giữa mã hóa, -
điều chế, phát và thu phân tập và được xem như là trường hợp tổng quát của phân tập phát.
Trong các hệ thống MIMO sử dụng hệ thống mã hóa không gian thời gian STC, -
các anten được thiết kế với khoảng cách đủ lớn để các tín hiệu tại các anten không ảnh hưởng tới nhau. Môi trường vô tuyến trong trường hợp bị các hiện tượng đa đường và có tán xạ mạnh khiến các tín hiệu thu được từ các anten hoàn toàn độc lập. Thay vì tìm cách chống lại hiện tượng pha-đinh đa đường, mã hóa không gian thời gian lợi dụng tính chất
này để nâng cao dung lượng kênh truyền. Với một chuỗi ký hiệu vào, bộ mã hóa không
gian - thời gian sẽ chọn các điểm tương ứng trên giản đồ chòm sao để truyền đồng thời tại tất cả các anten qua đó tăng độ khuếch đại, ghép kênh và độ khuếch đại phân tập.
Có 3 loại mã không gian thời gian, bao gồm:-
Mã khối không gian thời gian STBC (Space –- Time Block Code)
Mã khối không gian thời gian thực hiện trên một khối các ký hiệu đầu vào và tạo -
ra một ma trận đầu ra mà các cột biểu diễn thời gian và các hàng biểu diễn số anten. Các loại mã không gian thời gian nói chung không có độ khuếch đại mã hóa trừ khi ta kết hợp với bộ mã ngoài. Đặc tính cơ bản của loại mã này là phân tập đầy đủ và giải mã đơn giản.
Mã lưới không gian thời - gian STTC ( Space - Time Trellis Code )
Mã lưới không gian thời gian thực hiện xử lý một ký hiệu đầu vào ở một thời -
điểm, tạo ra một chuỗi các ký hiệu vectơ mà chiều dài của chuỗi thể hiện số lượng các anten. Nhược điểm của phương pháp này là khó thiết kế và việc mã hóa, giải mã phức tạp.
Mã lớp không gian thời gian BLAST ( Bell – Laboratories Layered Space Time) Hình 1.11 mô tả sơ đồ khối mã không gian thời gian- .
Hình 1.11. không gian-k
Xét một hệ thống thông tin MIMO, ở ph trạm gốc sử dụng ía NT anten và phía thu sử dụng NR anten. Tại mỗi khe thời gian, ta phát i
j
C ,I = 1,…,NT đồng thời từ NT anten phát.
Giả sử kênh pha đinh là phẳng và độ khuếch đại kênh từ bộ phát đến bộ thu biểu - j
diễn bởi ℎi,j. Độ khuếch đại của kênh truyền được mô hình hóa bằng một số các mẫu của các biến ngẫu nhiên Gauss phức độc lập có phương sai bằng 0.5 trên mọi chiều. Giả sử các
tín hiệu nhận được ở các anten khác nhau là độc lập về pha đinh. Tại thời điểm - t, tín hiệu nhận được ở anten xác định bằngj : , NT i i j t i j t t r h c n (1.27) Với i t
n là các thành ph n nhi u Gauss ph c có tr trung bình bầ ễ ứ ị ằng 0 và phương sai
( = 1/(2Es/N0) = 1/(2SNR)) trên m chiỗi ều. Năng ợlư ng trung bình c a các kí t phát ra ủ ự
t mừ ỗi anten được chu n hoá b ng mẩ ằ ột đơn vị.
Giả ử ộ s b thu biết trước được thông tin tr ng thái kênh (CSI) và vi c tính ma trạ ệ ận quyết định được th c hi n ự ệ như sau:
2 , 1 1 1 R T i i j t i j t t j i N N r h c (1.28)
Trên toàn b các t mã ộ ừ c c c c c c c1 11 2 ...1 2 n 1... 2 1 n 1...1n và ta ph i ch n các t ả ọ ừmã h p lý sao ợ
cho t ng này có giá tr nh nh ổ ị ỏ ất.
Hình 1.12.