6. Tổng quan tài liệu nghiên cứ u
2.2.VAI TRÒ CỦA HỒI TIẾP THÔNG TIN KÊNH TRUYỀN
Thông tin MIMO đa người dùng rất hữu ích và đã được nghiên cứu
nhiều gần đây. Đặc biệt trong máy phát được trang bị với Nt anten có thể phục
vụ Nt máy thu đồng thời sử dụng cùng dải tần số. Vì vậy với việc sử dụng đa
anten có thể cho phép tăng thêm một chiều mà làm cho tốc độ truyền thông tin tăng lên, ngoài tần số, thời gian và mã. Đây là phương pháp để tăng dung lượng của kênh thông tin (hoặc để hỗ trợ tốc độ cao cho một người dùng, hoặc để phục vụ chođa người dùng cùng lúc). Một mô hình như vậy phù hợp
trong nhiều ứng dụng, ví dụ như đường xuống di động từ một trạm gốc (BS) đến người dùng đầu cuối di động (UT).
Tuy nhiên, việc biết thông tin về kênh vô tuyến từBS đến UT được yêu cầu tại BS để khai thác đầy đủ những lợi ích từ MIMO. Ví dụ khi không có
thông tin trạng thái kênh (CSI) tại BS, lợi ích củađa người dùng MIMO hoàn toàn bị mất và MIMO điểm đến điểm trở nên tối ưu, nghĩa là chỉ có một người dùng được phục vụ trong một thời gian và băng tần nhất định. Xuất
phát từ thực tế là phục vụ cho đa người dùng cùng lúc, dẫn đến mỗi người
nhận. Tuy nhiên nếu BS có CSI, một sốphương pháp khác nhau cho phép BS loại nhiễu này, và điều này tạo ra Nt kênh độc lập một cách hiệu quả, mỗi
kênh cho một người dùng và do đó có thể cho phép tốc độ dữ liệu tăng lên Nt
lần khi chỉ có một người dùng duy nhất được phục vụ. Như vậy ta thấy được
tầm quan trọng của việc biết được CSI trong việc nâng cao tốc độ thông tin. Chúng ta đề cập đến trạng thái kênh thông tin tại BS, gọi là CSIT và trạng thái kênh thông tin tại UT, gọi là CSIR. Giả sử CSIT và CSIR là lý
tưởng, việc kết hợp của mã Gaussian đơn người dùng, beamforming tuyến
tính và Dirty Paper Code (DPC) [5] được biết để đạt được dung lượng của kênh đường xuống MIMO, và khi số anten của trạm gốc lớn hơn số anten của máy thu, dung lượng này của kênh MIMO đường xuống lớn hơn đáng kể so với tốc độ đạt được với kỹ thuật MIMO đơn người dùng [18].
Tuy nhiên, việc có được CSI chính xác là một nhiệm vụ khó khăn và tốn kém trong các hệ thống không dây biến đổi theo thời gian, do các kênh biến đổi theo thời gian và phải theo dõi liên tục. Thông tin thu được chắc chắn
là không lý tưởng. Do đó quan trọng là phải biết được tốc độ thông tin đạt được theo các giả định CSI thực tế. Trong hệ thống không có kênh tương hỗ, các BS có được CSI chỉ thông qua kênh hồi tiếp từ UT. UT quan sát kênh vô tuyến từ BS đến anten thu của nó và hồi tiếp trở lại BS. Do kênh biến thiên theo thời gian, quá trình quan sát kênh bởi mỗi người dùng (gọi tắt là “huấn
luyện”) và hồi tiếp về BS cần phải được thực hiện định kỳ, và các tài nguyên dành cho việc quan sát và hồi tiếp dẫn đến quá tải (nghĩa là, nó không đóng
góp vào dữ liệu hữu ích thực tế). Do đó tài nguyên dành cho nhiệm vụ này
thường bị hạn chế.
Với việc sử dụng beamforming tuyến tính, trong đó BS truyền kết hợp
tuyến tính dữ liệu đến mỗi người dùng. Hiệu suất đạt được khá gần với lý tưởng khi kết hợp với lựa chọn người dùng [19].
Hệ thốngđa người dùng MIMO với Nt anten tại BS, độ lợi ghép kênh là lý tưởng với CSI lý tưởng tại BS và là 1 khi không có CSI tại BS. Chúng ta
kết luận chung rằng độ lợi ghép kênh lý tưởng là Nt, trên thực tế có thể đạt được với ước lượng kênh đơn giản dựa trên thông tin hồi tiếp mà có thể tiêu thụ một phần tương đối nhỏ dung lượng hệ thống, có nghĩa là với hệ thống
huấn luyện và hồi tiếp được thiết kế tốt có thể đạt được lợi ích ghép kênh tối đa mặc dù CSI không lý tưởng [14].