a) Khỏi niệm đường lờn và đường xuống trong MIMO đa người dựng
Sự phỏt triển gần đõy của cỏc cụng nghệ xuyờn lớp (Cross-Layer), nhằm vào thiết kế kết nối giữa sự điều chế ở cỏc lớp vật lý và cỏc giao thức đa truy nhập ở cỏc lớp liờn kết. Điều này đặc biệt đỳng trong mạng MIMO nơi chiều khụng gian đúng một vai trũ tớch cực vào đa truy nhập và lập lịch hiện nay đang được cụng nhận, thay thế cỏch nhỡn đơn giản về MIMO chỉ là cụng nghệ đơn thuần ở lớp vật lý.
Nhờ sự tiến bộ trong lĩnh vực lý thuyết thụng tin cho thấy rừ hơn về tỏc động của cỏc anten trong hệ MIMO đối với truyền thụng đa người dựng. MIMO đa người dựng sử dụng sự chia sẻ khụng gian của kờnh cho người dựng. Điều này khỏc với đa truy nhập phõn chia theo thời gian (TDMA) và đa truy nhập phõn chia theo mó (CDMA). Trong đa truy nhập theo khụng gian, can nhiễu đa người dựng hợp thành được xử lý bởi nhiều anten cộng thờm với phõn tập trờn mỗi liờn kết cho
trước, cho ta cỏc bậc tự do cần thiết để phõn tỏch về khụng gian giữa cỏc người dựng.
Trong thực tế, cỏc hệ thống MIMO đa người dựng khi cú độ dung hũa tốt giữa độ phức tạp và hiệu năng giỳp ta thực hiện cỏc ý tưởng trờn.
Trờn đường lờn hoặc kờnh đa truy nhập (MAC - Multi Access Channel), sự phỏt triển của cỏc cụng nghệ MIMO đa người dựng xuất hiện như là một sự khỏi quỏt của MIMO đơn người dựng đó quen thuộc, cho trường hợp MIMO đa người dựng. MAC được mụ tả ngắn gọn như sau:
Chỉ dựng cho đường lờn
Nhiều bộ phỏt tới một bộ thu đồng thời (Hỡnh 3.1).
Hỡnh 3.1: Kờnh đa truy nhập MAC
Trong đú: +H1,....,Hk là ma trận kờnh với kớch thước tương ứng là MN,…,MNK
+ x1,...,xk là cỏc dữ liệu đầu vào của cỏc người dựng khỏc nhau + n là ồn
+ y là dữ liệu đầu ra
Đối với đường xuống hoặc cỏc kờnh quảng bỏ (Broadcast Channel - BC) theo lý thuyết thụng tin là một thử thỏch. Một số chiến lược truyền tối ưu cho kờnh quảng bỏ MIMO đa người dựng đó được tạo ra từ lý thuyết thụng tin bao gồm một kỹ thuật loại bỏ can nhiễu trước, được biết như là mó húa giấy bẩn (DPC - Dirty Paper Coding [3] kết hợp với sự lập lịch người dựng khụng rừ ràng và cỏc giải thuật phõn bổ cụng suất. BC cú đặc điểm chớnh sau:
Chỉ dựng cho đường xuống
Một bộ phỏt tới nhiều bộ thu đồng thời (Hỡnh 3.2).
(M1N1)
Hỡnh 3.2: MIMO BC
Hệ thống MIMO đa người dựng vừa thực hiện đa truy cập và phỏt quảng bỏ cú mụ hỡnh khỏi quỏt như hỡnh (3.3)
Hỡnh 3.3: Minh họa BC và MAC
b) Đặc điểm của MIMO đa người dựng
Kỹ thuật MIMO đa người dựng được nghiờn cứu mạnh mẽ vỡ cú một số ưu điểm then chốt của nú so với cỏc truyền thụng đơn người dựng:
Cho độ lợi trực tiếp về dung năng đa truy nhập (Tỷ lệ thuận với số anten của cỏc trạm cơ sở BS - Base Station) nhờ vào kỹ thuật hợp kờnh đa người dựng. MIMO đa người dựng thể hiện tớnh khỏng nhiễu tốt hơn, với cỏc nhiễu thường gõy khú khăn cho cỏc truyền thụng MIMO đơn người dựng như là sự giảm bậc kờnh hoặc tương quan anten. Mặc dự tương quan tăng vẫn ảnh hưởng đến sự phõn tập đối với mỗi người dựng nhưng cú thể khụng là vấn đề lớn nếu là phõn tập đa người dựng cú thể được tỏch ra sử dụng sự lập lịch để thay thế. Ngoài ra, sự truyền thẳng là nguyờn nhõn gõy nờn sự suy giảm nghiờm trọng chất lượng với sơ đồ hợp kờnh khụng gian đơn người dựng sẽ khụng cũn là vấn đề trong thiết lập đa người dựng.
Cho phộp đạt được độ lợi ghộp kờnh theo khụng gian tại trạm cơ sở, khụng cần đến cỏc thiết bị đầu cuối cú nhiều anten. Do đú, cho phộp phỏt triển cỏc thiết bị nhỏ và rẻ trong khi thiết bị thụng minh đắt tiền vẫn được giữ ở phớa cơ sở hạ tầng.
Tuy nhiờn, để cú được cỏc ưu điểm trờn thỡ cỏi giỏ phải trả là phải biết trạng thỏi kờnh. Vỡ vậy, thụng tin về trạng thỏi kờnh (CSIT - Channel State Information Transmitter) là vấn đề cốt lừi để cỏc người dựng thực hiện được việc ghộp kờnh theo khụng gian, đặc biệt là với cỏc kỹ thuật tiền mó húa đa người dựng đường xuống.
Trong cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu gần đõy một số chiến lược lần lượt được đề xuất gần đõy để tiếp cận cỏc tốc độ hứa hẹn trong kờnh MIMO đa người dựng bao gồm cỏc khỏi niệm như là:
a. Mó húa cú chủ định trước kờnh tuyến tớnh và phi tuyến
b. Phản hồi trạng thỏi kờnh từ phớa thu, cỏc mỏy thu đa người dựng. c. Một số sự lập lịch tương ứng và cỏc giải thuật lựa chọn người dựng cũng đó được đề xuất, làm đũn bẩy cho cỏc chiến lược MIMO đa người dựng khỏc nhau.
Ta giải thớch vấn đề trờn ngay sau đõy
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});