Tăng độ đa dạng của đường truyền sẽ làm tăng độ tin cậy cũng như khả năng truyền dẫn. Nếu có tất cả N đường truyền từ đầu phát đến đầu thu và chúng ta tận dụng được cả N đường truyền thì tức là đạt được hệ số “độ lợi phân tập” bằng N. Như vậy tại đầu thu tín hiệu sẽ là sự tổng hợp của N đường truyền, nói cách khác tại đầu thu tín hiệu sẽ mạnh gấp N lần so với trường hợp hệ số “độ lợi phân tập” bằng 1. Nói cách khác độ tin cậy của đường truyền sẽ tăng lên N lần. Ngoài ra nếu hệ số “độ lợi phân tập” bằng N, ta có thể sử dụng để truyền N tín hiệu cùng lúc, như vậy tốc độ truyền dẫn của hệ thống sẽ tăng lên gấp N lần. Có các phương pháp sau để tăng mức độ đa dạng của đường truyền đó
là: thay đổi tín hiệu phát ở đầu thu và sử dụng mã hóa không gian – thời gian (Space Time Code - STC).
Trong phần này ta sẽ giới thiệu về kỹ thuật Transmit Beamforming (tạo búp). Còn mã hóa không gian – thời gian thì sẽ được giới thiệu ở chương 2.
Kỹ thuật Transmit Beamforming
Phương pháp Transmit Beamforming dựa trên nguyên tắc là tại đầu thu ta có thể biết được các tham số của đường truyền CSI. Khi đó tại đầu thu thay vì truyền tín hiệu như thông thường, ta thay đổi tín hiệu ở đầu phát sao cho khi kết hợp với các
tham số của đường truyền, tín hiệu tại đầu thu sẽ tối ưu.
Xét hệ thống MISO 2 antenphát và 1 anten thu như hình 1.20
Trong đó h1,h2 là các hệ số Fading của đường truyền, thường có các số phức (a + jb), giá trị của h1 và h2 được xác định tại đầu phát. Thông thường nếu hai tín hiệu x1 và x2 được truyền đi và không sử dụng kỹ thuật Beamforming thì tại đầu thu ta có:
R = h1x1 + h2x2 +n
= (a1 + jb1)x1 + (a2 + jb2)x2 + n (1.74) Trong đó a1 và a2, b1 và b2 là các giá trị ngẫu nhiên
Hình 1.19: Hệ thống MISO 2 anten phát và 1 anten thu.
Do đó nếu a1 = -a2, b1 = - b2 và s1 = s2 (trường hợp truyền hai tín hiệu liên tiếp giống nhau) khi đó r = n nghĩa là tại đầu thu chỉ nhận được tín hiệu ngẫu nhiên. Có nghĩa là hệ thống không tận dụng được hết tính đa dạng của kênh MIMO
Nếu sử dụng kỹ thuật Beamforming tại đầu phát, nghĩa là thay vì việc truyền tín hiệu x1 và x2, truyền hai tín hiệu h1*x1 và h2*s2 ở đây h1* (h1* = a1 - jb1), h2*(h2*=a1 - jb2) là các số liên hợp phức của h1 và h2. Tại đầu thu ta có:
2 2 2 2 2 2
1 1 2 2 ( 1 1) 1 ( 2 2) 2
R h x h x n a b x a b x n (1.75) Nói cách khác bằng cách dùng kỹ thuật Beamforming ta có thể đạt được phân tập đầy đủ tại đầu thu (tận dụng được tín hiệu từ cả hai đường truyền 1 và 2). Để sử dụng được kỹ thuật Beamforming, tại đầu phát phải biết được CSI h1 và h2. Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng xác định được CSI tại đầu thu. Trường hợp không xác định được CSI tại đầu thu chúng ta có thể sử dụng phương pháp mã hóa không gian – thời gian STC để đạt được độ phân tập đầy đủ tại đầu thu.
Kỹ thuật này mang lại những hiệu quả sau: độ lợi công suất, độ lợi mảng (anten độ lợi cao), giảm nhiễu, độ lợi phân tập.