1.4.1 Tại sao phải nghiên cứu ước lượng kênh mù/bán mù cải tiến
Trong phần này, luận án sẽ thảo luận tại sao lại phải dùng ước lượng bán mù cải tiến hoặc mù trong hệ thống vô tuyến nói chung và MIMO nói riêng. Trong hình vẽ 1.5, ở hình (a) mô tả cấu trúc tín hiệu phát gồm B bit dành cho chuỗi huấn luyện, kí hiệu Tc là thời gian nhất quán (coherence time) trong chu kì truyền tín hiệu được giả sử là thay đổi chậm. Trong mỗi Tc này, dữ liệu được truyền cùng với kí tự huấn luyện B, nên tốc độ truyền dẫn là 1−B/Tcvà có thể dễ dàng thấy rằng hiệu số này gần bằng 1 nếu Tc >>B. Chú ý rằng chuỗi huấn luyện này yêu cầu sử dụng trong thời gian kết hợp để bám theo sự thay đổi của kênh truyền. Ta có thể quan sát trong hình (b) rằng thời gian kết hợp Tc ngắn hơn so với hình (a) (chẳng hạn trong trường hợp thiết bị phát hay thiết bị thu đặt trong phương tiện đang di chuyển rất nhanh), khi đó tốc độ truyền dẫn sẽ thấp lại nếu ta vẫn duy trì độ dài B kí tự huấn luyện (do yêu cầu thuật toán ước lượng nên phải duy trì số tối thiểu kí tự huấn luyện này) [26]. Đây chính là động cơ thúc đẩy các nhà nghiên cứu đưa ra phương pháp ước lượng bán mù cải tiến để giải quyết vấn đề này.
Hình 1.5. Cấu trúc khung tín hiệu phát gồm chuỗi huấn luyện và tín hiệu có ích
1.4.2 Vị trí khối ước lượng kênh trong hệ thống MIMO
Trong hình 1.6 mô tả tổng quát hệ thống thu phát số, ta thấy tín hiệu nguồn tin là dạng tín hiệu số thông thường được bảo vệ bằng cách mã hóa kênh và ghép xen tín hiệu (chống nhiễu hoặc sai kí tự trên cụm bit dài) nhằm tránh ảnh hưởng của môi trường fading, sau đó các tín hiệu nhị phân này được điều chế và phát qua kênh fading đa đường. Nhiễu trắng cộng có phân bố Gauss thường sử dụng được coi là thành phần không mong muốn thêm vào tín hiệu phát. Bởi vì kênh đa đường sẽ gây ra nhiễu liên kí tự ISI trong tín hiệu thu được, nên bộ cân bằng tín hiệu (detector) dạng ML sẽ cần thông tin trạng thái kênh CSI từ khối ước lượng kênh cung cấp, để cân bằng tín hiệu (sẽ loại bỏ nhiễu ISI). Sau đó, tín hiệu ra khỏi khối tách tín hiệu sẽ được giải ghép xen và giải mã hóa kênh nhằm khôi phục được tín hiệu gốc. Thông thường thông tin trạng thái kênh CSI được khôi phục dựa trên chuỗi huấn luyện được phát cùng với tín hiệu mang tin trong cụm tín hiệu phát như hình 1.7. Hình này minh họa khung tín hiệu phát chuẩn hóa cho kỹ thuật thông tin di động thế hệ 2 (GSM) [27].
………
……… Tc
Tc
Chuỗi huấn luyện
B Thông tin
Tc
B (a)
Hình 1.6. Sơđồ khối xử lý tín hiệu thu phát chung cho hệ thông vô tuyến
Hình 1.7. Cấu trúc cụm tín hiệu trong chuẩn vô tuyến GSM