Cấu trúc khung của một hệ thống MIMO-OFDM cơ bản được chỉ trong hình 4.2. Phần đầu khung OFDM bao gồm các ký hiệu huấn luyện Q chiều dài NI+G, với GNIN, NI=N/I và I là một số nguyên để chia N. Thông thường chiều dài của khoảng bảo vệ bằng 2 chuỗi huấn luyện. Ví dụ như trong IEEE802.16a [8] để giúp cho việc đồng bộ, ước lượng việc trôi tần số và làm bằng để ngắn kênh trong trường hợp chiều dài kênh vượt quá chiều dài khoảng bảo vệ.
4.1.1 Ước lượng kênh cơ sở
Ước lượng kênh cho tín hiệu OFDM có thể nhờ vào sự tương quan các thông số kênh : tần số và thời gian. Bộ ước lượng kênh cơ sở như được giới thiệu trong [16].
Như đã thảo luận trước, đối với một hệ thống MIMO có Q anten phát, tín hiệu từ mỗi anten thu tại sóng mang phụ thứ k của khối OFDM thứ n có thể được thể hiện như sau :
k n Q q q k n q k n k n H X W R , 1 ) ( , ) ( , , (4.3) Với ( ) , q k n
H là đáp ứng tần số kênh tại kênh con thứ k của khối OFDM thứ n tương ứng với anten phát thứ q, và Wn,k là nhiễu Gauss trắng. Khó khăn mà
ước lượng kênh MIMO gặp phải là mỗi tín hiệu thu được tương ứng với nhiều thông số kênh.
Do đáp ứng kênh tại nhiều tần số khác nhau là tương quan, các thông số kênh tại các sóng mang con có thể được thể hiện như :
1 0 ) ( , ) ( , 0 N m km N q m n q k n h W H (4.4)
Có k = 0, 1, ...., N-1 và q = 1,...., Q. Thông số N0 phụ thuộc vào tỉ số khoảng thời gian trễ của kênh vô tuyến với khoảng ký hiệu OFDM, và WN=exp(-j(2/N)) . Do vậy, để đạt được ( )
, q k n H , ta chỉ cần ước lượng ( ) , q k n h . Phương pháp xác định ( ) , q k n
h được trình bày chi tiết trong [16].
4.2 Hệ thống truyền dẫn MIMO V-BLAST OFDM
Như các phân tích ở trên, phading chọn lọc tần số có thể làm suy yếu đáng kể tới chỉ tiêu của hệ thống MIMO nói chung và hệ V-BLAST nói riêng
[4]. Việc kết hợp OFDM và V-BLAST có thể khắc phục được nhiễu giữa các symbol do kênh phading chọn lọc tần số gây ra. [3]. Hình 4.3 biểu diễn sơ đồ khối bộ phát V-BLAST - OFDM. Mỗi vector ký hiệu có kích thước Nt được phát trên tất cả kênh con tại tất cả các khoảng thời gian. Quá trình được mô tả tóm tắt như sau:
Hệ thống phát bao gồm Nt anten và thực hiện mã hoá theo chiều thẳng đứng MIMO. Đầu tiên, mã hoá dòng bit từ nguồn thông tin (khung TDMA cho nhiều người sử dụng). Rồi thực hiện ánh xạ các bit đã mã hoá thành các ký hiệu. Khung ký hiệu này đưa qua bộ phân chia kênh (1: Nt) đại diện cho mã không gian. Chúng ánh xạ các ký hiệu lên Nt kênh không gian, đó là các nhánh con của khung gốc. Rồi tại mỗi nhánh con, ký hiệu được đưa qua bộ chuyển đổi nối tiếp-song song (S/P) : lấy L ký hiệu tại đầu vào và tạo ra L ký
được đẩy tiếp qua các bộ IFFT rồi được phát lên anten thứ n (n=1,...., Nt). Vì mỗi đầu vào của IFFT tương ứng với một sóng mang con OFDM, tại đầu ra ta có các ký hiệu OFDM miền thời gian mà nó tương ứng với các ký hiệu đầu vào miền tần số. Nói cách khác, các ký hiệu tạo thành phổ tần số của ký hiệu OFDM. Hơn nữa khi có một ký hiệu OFDM, một phần mở rộng chu kỳ (tiền tố lặp) được thực hiện. Chiều dài cuối cùng của tín hiệu OFDM mở rộng là chiều dài ký hiệu OFDM gốc cộng thêm chiều dài đáp ứng kênh. Chỉ cần khoảng bảo vệ ( – phần mở rộng chu kỳ) là lớn hơn sự trải phổ kênh, các ký hiệu OFDM sẽ còn lại nguyên vẹn.