a) Thiết kế cho bài toán
2.2Tốiưu hệ thống MIMO một chiều đa chặng
Trong trường hợp khoảng cách giữa Nguồn và Đích xa, các hệ thống truyền thông đa chặng đóng vai trò quan trọng để chuyển đổi thông tin giữa Nguồn và Đích. Hình 2.5 mô tả một hệ thống chuyển tiếp MIMO L chặng bao gồm L - 1 Chuyển tiếp, ma trận kênh giữa các nút hoặc các chặng thứ (i - 1)
và ilà Ns Ns
i
´ Î
H £
Hình 2.5:Sơ đồ khối của một hệ thống MIMO một chiều đa chặng[28] . Ký hiệu F0 Î £Ns´M và Ns Ns
i
´ Î
F £ với i =1, 2,...,L - 1 lần lượt là các ma trận xử lý Nguồn và Chuyển tiếp thứ i. Véc-tơ nhận được tại chuyển tiếp thứ
i có dạng 1 , 1, 2,..., i = i i- + i i = L r H x n ở đây Ns 1 i ´ Î
n £ là tạp âm nhiệt, x0 =F s0 , với s Î £M´1, Ns 1
i
´ Î
x £ là véc-
tơ tín hiệu phát bởi chuyển tiếp thứ i được cho bởi
i = i i
x F r
Một số công trình tối ưu cho các hệ thống đa chặng theo mô hình trên có thể tìm thấy trong [23] ,[31] ,[39] , [40] . Trong [40] dung lượng tiệm cận tìm được theo
sự giả định Fi là một ma trận đơn vị tỷ lệ. Trong [39] độ lợi phân tập có thể đạt được khi thực hiện chéo hóa các ma trận chuyển tiếp và trong [31] tối ưu Fi
được thực hiện khi bỏ qua tạp âm tại các nút Chuyển tiếp.
Trong [55] mặc dù dựa trên sự khảo sát cho các hệ thống hai chặng, nhưng bài toán tối ưu ở đây phức tạp hơn nhiều vì hàm mục tiêu lúc này phụ thuộc vào tất cả các ma trận khuếch đại chuyển tiếp và sự ràng buộc công suất tại mỗi nút Chuyển tiếp là một hàm của các ma trận xử lý của tất cả các nút phía sau. Tuy nhiên, việc giải một bài toán phức tạp như vậy lại có dạng tương tự cấu trúc chéo hóa kênh đã tìm ra trước đây cho hệ thống hai chặng và các kết quả này cũng hợp lệ đối với số chặng L tùy ý. Về toán học, tối ưu W vẫn là bộ lọc Wiener trong khi tối ưu F0 và Fi được cho bởi [55]
1 1/ 2 0 H H U = F V% L S 1 1/ 2 i i i H i = H+ F H F V% L W%
ở đây S Î £M M´ là ma trận unitary trong khi s i N M H H ´ Î % £ W và s i N M H ´ Î V% £ nhận được từ SVD của Hi. Các ma trận LU Î £M M´ và i M M F ´ Î £ L là các ma
trận tải công suất đường chéo.
Tối ưu cho các hệ thống đa chặng trên là một thách thức lớn vì phải tập trung xử lý tính toán các ma trận tối ưu LU và
i
F
L với độ phức tạp tính toán
cao. Để khắc phục, các thuật toán đơn giản được đề xuất trong [52] trong đó việc tối ưu các ma trận chuyển tiếp được thực hiện cục bộ tại mỗi nút trong khi vẫn bảo đảm chất lượng tương ứng với trường hợp tối ưu chung.
Khi CSI tức thời chỉ nhận được tại Đích mà không có tại Nguồn và các Chuyển tiếp, cấu trúc tối ưu các ma trận khuếch đại Nguồn và Chuyển tiếp để cực đại tổng dung lượng ergodic Nguồn-Đích được tìm trong [56] bằng việc sử dụng sự nhận biết của các ma trận hiệp phương sai kênh.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});