3.3 Mó húa khụng gian thời gian trong MIMO [7]
3.3.2 Mó khối khụng gian – thời gian (space – time blook code)
Trong bộ mó khối khụng gian – thời gian, việc truyền tớn hiệu diễn ra dưới dạng cỏc khối (blooks). Mó húa được định nghĩa bởi ma trận truyền, là biểu thức của ba tham số:
1. Số lượng của cỏc ký hiệu được truyền, ký hiệu là l
2. Số lượng cỏc anten phỏt, ký hiệu là Nt , chớnh là kớch thước của ma trận truyền
3. Số lượng cỏc khe thời gian trong một khối dữ liệu, ký hiệu là m
Với m khe thời gian trong việc truyền l ký hiệu, tỷ số l/m chớnh là tốc độ mó húa, ký hiệu là k.
Với đường truyền hiệu dụng, cỏc ký hiệu truyền đi dưới dạng phức. Hơn nữa, để thuận tiện, dựng xử lý tuyến tớnh để ước lượng cỏc ký hiệu truyền đi tại bộ thu và do đú thiết kế bộ thu sẽ đơn giản húa thành thiết kế ma trận truyền.
Ở đõy, ta xỏc định hai thủ thuật thiết kế khỏc nhau:
1. Thiết kế trực giao phức, trong đú ma trận truyền là ma trận vuụng, thỏa món cỏc điều kiện cho trực giao phức trong cả chiều khụng gian và thời gian.
2. Thiết kế trực giao phức suy rộng, trong đú ma trận truyền khụng phải là ma trận vuụng, chỉ thỏa món điều kiện cho trực giao phức trong chiều khụng gian, tỷ lệ mó húa sẽ nhỏ hơn tỷ lệ đơn vị.
Núi một cỏch khỏc, trực giao phức của ma trận truyền trong chiều thời gian là một điều kiện đủ cho xử lý tuyến tớnh tại bộ thu.
Một thiết kế trực giao phức với kớch thước Nt cho trước, khi và chỉ khi Nt =2 và mó húa Alamouti chớnh là phương phỏp mó húa với tỷ lệ mó húa đơn vị. Thiết kế trực giao phức suy rộng cho phộp sử dụng nhiều hơn 2 anten phỏt và kết quả là tốc độ mó húa nhỏ hơn tốc độ đơn vị.
Hỡnh 3.3-5: Sơ đồ của bộ mó khối khụng gian - thời gian trực giao
Mó húa Alamouti ớt phức tạp hơn mó lưới khụng gian – thời gian với cựng một anten cấu hỡnh (vớ dụ hai anten phỏt và một anten thu), nhưng nú khụng hoạt động tốt bằng mó lưới khụng gian – thời gian. Tuy vậy, mó húa Alamouti vẫn là lựa chọn hoàn hảo vỡ đơn giản trong tớnh toỏn và cho dung lượng hiệu suất cao.
Hỡnh 3.3-6: So sỏnh BER dựng BPSK trờn kờnh phading phẳng Rayleigh cho cỏc trường hợp
Hỡnh 3.3-6 biểu diễn mụ phỏng mỏy tớnh so sỏnh tỷ số lỗi bit BER dựng điều chế BPSK qua kờnh phading phẳng Rayleigh theo 3 trường hợp:
1. Khụng dựng phõn tập (vớ dụ một anten phỏt và một anten thu – SISO) 2. Dựng bộ tổ hợp cú tỷ số cực đại MRC (vớ dụ một anten phỏt và 2 anten
thu)
3. Dựng mó húa Alamouti (vớ dụ 2 anten phỏt và 1 anten thu)
Giả thiết rằng cụng suất truyền tổng cộng là giống nhau cho mọi trường hợp và với hai trường hợp phõn tập là kờnh tại bộ thu là tốt.
Từ đồ thị ta thấy đường biểu diễn dựng mó húa Alamouti xấu nhất khoảng 3dB so với trường hợp dựng bộ tổ hợp MRC. Điều này chứng tỏ rằng, trong trường hợp phõn tập khụng gian tại nơi phỏt dựng mó húa Alamouti, cụng suất phỏt của mỗi anten (trong 2 anten) bằng một nửa cụng suất phỏt của phõn tập khụng gian tại bộ thu sử dụng MRC. Trường hợp phõn tập gồm mó húa Alamouti và bộ tổ hợp MRC sẽ giống như mỗi anten phỏt trong mó húa Alamouti cú cựng cụng suất của một anten phỏt đơn lẻ trong bộ MRC.
Lưu ý rằng, đồ thị của MRC và mó húa Alamouti cú chung độ dốc. Độ dốc này phụ thuộc vào hệ số phõn tập định trước.