a) Thiết kế cho bài toán
2.5 Tốiưu hệ thống MIMO hai chiều hai chặng
Các hệ thống MIMO một chiều hai chặng yêu cầu bốn pha để chuyển đổi thông tin giữa Nguồn và Đích. Vì các kênh trực giao nhau (trong miền thời gian hoặc tần số) được sử dụng để thực hiện mỗi pha, như vậy hệ thống dành nhiều gấp đôi tài nguyên kênh so với hệ thống truyền thông trực tiếp. Để giảm sự bất lợi này, giao thức hai chiều ban đầu được đề xuất trong[10] và [36] cho phép Nguồn (người dùng 1) và Đích (người dùng 2) đồng thời truyền trong khe thời gian đầu tiên. Thông tin nhận được tại các Chuyển tiếp sau đó được truyền đến người dùng 1 và 2 trong khe thời gian thứ hai. Vì cả hai người dùng 1 và 2 biết
dữ liệu truyền của riêng mình nên chúng có thể loại bỏ nhiễu nội tại từ tín hiệu nhận được miễn là thu thập được CSI.
Mô hình này không chỉ mang lại hiệu quả phổ tương tự với các hệ thống truyền thông trực tiếp mà còn phát huy được tiềm năng to lớn của các hệ thống truyền thông chuyển tiếp. Sơ đồ khối của một mạng chuyển tiếp MIMO hai chiều hai chặng được chỉ ra trên Hình 2.7 trong đó si với i =1, 2 biểu thị cho véc-tơ symbol truyền bởi người dùng thứ i.
Hình 2.7:Sơ đồ khối một hệ thống MIMO tuyến tính hai chiều hai chặng[28] . Một số bài toán tối ưu cho các mạng chuyển tiếp MIMO hai chiều hai chặng có thể được tìm thấy trong[20] , [24] và [41] . Cụ thể, trong [24] các tác giả đã tập trung hoặc là cực đại tốc độ có thể đạt được hoặc là cực tiểu MSEs trong khi áp đặt các sự ràng buộc công suất tại các đầu cuối và Chuyển tiếp. Trong cả hai trường hợp, một thuật toán lặp dựa trên kỹ thuật giảm gra-đi-ên cho lời giải gần đúng để tối ưu (W U F, , ) (thậm chí đối với cả trường hợp đa nút chuyển tiếp) được dùng. Trong [41] các tác giả thực hiện việc cực đại tốc độ tổng cộng và chứng minh khi Nr ³ 2Ns tối ưu F có dạng
1 2
=
ở đây A Î £2Ns´2Ns là một ma trận tùy ý, ( ) 2 1, 2 Nr´ Ns
Î
Q Q £ là các ma trận bán-unitary nhận được từ hai phép phân tích QR sau:
1 2 1 1 H H r r é ù= ê ú ëH H û Q R 1r 2r 2 2 é ù= ê ú ëH H û Q R với ( ) 2 2 1, 2 Î Ns´ Ns
R R £ là các ma trận tam giác trên. Dựa vào các kết quả trên, bài toán đồng thời tối ưu (W U A, , ) ban đầu được đơn giản hóa mà không làm thay đổi bản chất. Tuy nhiên, tối ưu cấu trúc (W U A, , ) trong [41] là khó tìm được dạng gần đúng vì bài toán tối ưu là không lồi, điều này trái ngược với các hệ thống chuyển tiếp một chiều ở đó đó cấu trúc tối ưu (W U F, , ) được tìm ở dạng gần đúng và cho phép chéo hóa toàn bộ hệ thống chuyển tiếp. Để khắc phục, một phương thức số học dựa trên các thủ tục lặp trong đó A và (W U, ) luân phiên tối ưu được đề xuất trong [41] .
2.6 Tóm tắt chương
Trong chương này, em đã tiến hành tổng hợp những nội dung cơ bản cũng như tóm tắt một số công trình nghiên cứu liên quan đến bài toán tối ưu cho mạng truyền thông hợp tác MIMO-AF mà các tác giả đã thực hiện. Các bài toán tối ưu được thực hiện cho các hệ thống MIMO đơn chặng, đa chặng, đơn nút Chuyển tiếp, đa nút Chuyển tiếp, các hệ thống MIMO tuyến tính, không tuyến tính, các hệ thống MIMO một chiều, hai chiều. Đồng thời em cũng phân tích các công trình liên quan đến bài toán tối ưu mạng hợp tác MIMO trong kênh pha- đinh chọn lọc tần số.
Chương 3
KẾT HỢP TỐI ƯU MÁY THU PHÁT TRONG CÁC HỆ THỐNG MIMO CHUYỂN TIẾP KHÔNG TÁI SINH