Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
7 Phân tập thu với kết hợp thu tỉ lệ cực đại (MRRC)

7 Phân tập thu với kết hợp thu tỉ lệ cực đại (MRRC)

Tải bản đầy đủ - 0trang

Chương 2 : Hệ thống MIMO Alamouti

Giả sử hệ thống sử dụng phương pháp điều chế với các kí hiệu x 1, x2, …., xm.

Tại một thời điểm k cho trước tín hiệu x 1(k) được phát đi từ máy phát. Kênh truyền

dẫn bao gồm : chuỗi phát, đường truyền vô tuyến và chuỗi thu. Ảnh hưởng gây méo

của kênh truyền vơ tuyến mang tính nhân và bao gồm đáp ứng biên độ và pha. Ta

lập mơ hình độ lợi kênh truyền giữa anten phát và anten thu là h 1(k) và h2(k) cho

đường truyền từ anten phát đến anten thu thứ nhất và từ anten phát đến anten thu

thứ hai tương ứng :



(2.30a)

(2.30b)

Nhiễu và tạp âm cộng với tín hiệu phát tại máy thu. Tín hiệu băng gốc tổng

hợp thu được như sau :



(2.31)

Trong đó : η1 và η2 là nhiễu cộng tạp âm phức cho kênh 1 và kênh 2, có phân

bố Gauss. Để đơn giản kí hiệu dưới đây ta bỏ kí hiệu (k). Bộ quyết định khả giống

cực đại sẽ chọn xi nếu :



(2.32)

Trong đó d2(a,b) là khoảng cách Oclit giữa tín hiệu a và b được tính theo cơng

thức :



d2(a,b) = (a-b)(a*-b*)



(2.33)



Sơ đồ kết hợp MRRC hai nhánh như sau :

(2.34)

Triển khai (2.32) sử dụng (2.31) và (2.33) ta được :

(2.35)



Tỉ số tín hiệu tạp âm trong trường hợp này được xác định như sau :

(2.36)

35



Chương 2 : Hệ thống MIMO Alamouti

2.8 Kết luận chương



MIMO là hệ thống đa anten ở đầu phát và đầu thu, hệ thống MIMO làm

tăng độ lợi phân tập nhờ các kỹ thuật như kỹ thuật phân tập không gian, thời

gian, tần số, làm tăng độ lợi mã hóa nhờ kỹ thuật mã hóa như mã hóa khơng

gian thời gian cùng với kỹ thuật kết hợp tín hiệu tại máy thu như SC, EGC,

MRC để làm tăng SNR của hệ thống. Trong chương tiếp theo sẽ tìm hiểu kỹ

thuật OFDM kết hợp với MIMO.



36



Chương 3 : Hệ thống MIMO-OFDM Alamouti



CHƯƠNG 3

3.1



HỆ THỐNG MIMO-OFDM ALAMOUTI



Giới thiệu chương

Các hệ thống thông tin không dây luôn được nghiên cứu nhằm cải thiện chất



lượng dung lượng cũng như khả năng chống lại hiện tượng đa đường. Đối với các

hệ thống thông tin thống chất lượng tín hiệu có thể cải thiện bằng cách tăng cơng

suất, dung truyền lượng hệ thống có thể tăng khi tăng băng thơng. Tuy nhiên cơng

suất cũng chỉ có thể tăng tới một mức giới hạn nào đó vì cơng suất phát càng tăng

thì hệ thống càng gây nhiễu cho các hệ thống thông tin xung quanh, băng thông hệ

thống của hệ thống cũng khơng thể tăng mãi lên vì việc phân bố băng thông đã

được định chuẫn sẵn.

Hệ thống MIMO có thể tăng dung lượng kênh truyền, sử dụng băng thông rất

hiệu quả nhờ ghép kênh không gian (V-BLAST), cải thiện chất lượng của hệ thống

đáng kể nhờ vào phân tập tại phía phát và phía thu (STBC, STTC) mà không cần

tăng công suất phát cũng như tăng băng thông của hệ thống. Kỹ thuật OFDM là một

phương thức truyền dẫn tốc độ cao với cấu trúc đơn giản nhưng có thể chống fading

chọn lọc tần số, bằng cách chia luồng dữ liệu tốc độ cao thành N luồng dữ liệu tốc

độ thấp truyền qua N kênh truyền con sử dụng tập tần số trực giao. Kênh truyền

chịu fading chọn lọc tần số được chia thành N kênh truyền con có băng thơng nhỏ

hơn, khi N đủ lớn các kênh truyền con chịu fading phẳng. OFDM còn loại bỏ được

hiệu ứng ISI khi sử dụng khoảng bảo vệ đủ lớn.

Ngồi ra việc sử dụng kỹ thuật OFDM còn giảm độ phức tạp của bộ Equalizer

đáng kể bằng cách cho phép cân bằng tín hiệu trong miền tần số. Từ những ưu điểm

nổi bật của hệ thống MIMO và kỹ thuật OFDM, việc kết hợp hệ thống MIMO và kỹ

thuật OFDM là một giải pháp hứa hẹn cho hệ thống thông tin không dây băng rộng

tương lai.

37



Chương 3 : Hệ thống MIMO-OFDM Alamouti

3.2



Sơ đồ khối hệ thống MIMO-OFDM



Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống MIMO-OFDM

Trên sơ đồ ta thấy được hệ thống sử dụng N T anten phát và NR anten thu, kỹ

thuật OFDM được sử dụng tại máy phát và máy thu như trình bày trong chương 1 .

Kỹ thuật OFDM có tác dụng chia kênh truyền chọn lọc tần số thành N kênh

truyền con fadinh phẳng. Kênh truyền hệ thống MIMO-OFDM có thể mơ tả thơng

qua ma trận H như sau :

(3.1)

Với là độ lợi kênh truyền từ anten phát thứ j tới anten thu thứ i tại sóng

mang phụ thứ k. Tiếp theo, ta sẽ xét hệ thống MIMO-OFDM Alamouti với mục

đích đạt độ lợi phân tập tối đa nhằm tối ưu chất lượng hệ thống.

3.2.1 Kết hợp kỹ thuật OFDM và MIMO Alamouti



Hình 3.2 Máy phát MIMO-OFDM Alamouti



38



Chương 3 : Hệ thống MIMO-OFDM Alamouti



Hình 3.3 Máy thu MIMO-OFDM Alamouti

Xét hệ thống 2x1 Alamouti như hình trên :

Đầu tiên dữ liệu phát được mã hố khơng gian - thời gian sử dụng mã khối

không gian thời gian Alamouti. Mỗi luồng mã hoá tương ứng với một anten phát

được điều chế bởi OFDM K sóng mang con. Kí hiệu khoảng thời gian symbol của

dữ liệu phát là T, do đó khoảng thời gian symbol của số symbol sóng mang con là T s

= T . K. Việc mã hố khơng gian thời gian được thực hiện trên mỗi sóng mang con

k ⋲ {0,1,…,K}, STBC Alamouti được thực hiện trên 2 khối ( 2 symbols) liên tiếp

như hệ thống STBC đơn sóng mang. Điều này có nghĩa là nếu dữ liệu đầu vào là 2

khối với độ dài K .



X 1 [X 1[0], X 1[1],..., X 1[K  1]]T

X 2 [X 2 [0], X 2 [1],..., X 2 [K  1]]T



(3.2)



Q trình mã khơng gian thời gian được thực hiện trong khối như sau :



X 1 X 2* �

E�

�space



X 2  X 1* �





 ���

time �



(3.3)



Mỗi luồng STBC được đưa đến bộ chuyển đổi nối tiếp-song song để vào K

luồng phụ ( sóng mang con). Theo cơng thức (3.3) ta có sóng mang phụ thứ k :

S1,1[k ]S1,2 [k ] � �



X 1[k ] X 2*[k ] �



�space



� �

*

S

[

k

]



S

[

k

]

X

[

k

]



X

[

k

]





2,1

2,2





2

1

 ���

time �



E�



(3.4)



Điều này có nghĩa rằng tại khe thời gian t=1, anten thứ nhất phát X 1[k] và

anten thứ hai phát X2[k] thơng qua sóng mang phụ thứ k. Tại khe thời gian kế tiếp

39



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

7 Phân tập thu với kết hợp thu tỉ lệ cực đại (MRRC)

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×