HA NOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY School of Electronics and Telecommunications ========00=======
Ậ Ớ
BÁO CÁO BÀI T P L N MÔN THÔNG TIN VÔ TUY NẾ
NG PHÁP ZFF VÀ MMSE
Ằ Đ TÀI: CÂN B NG KÊNH B NG Ằ Ề PH ƯƠ
Giáo viên h
ng d n : Ts. Vũ Văn Yêm
ướ
ẫ
Sinh viên : Đào Bá Duy
ễ
ớ
Nguy n Thanh Tuy L p : KSTN-ĐTVT-K53
nề
Hà N i – 11/2011 ộ
1
M c l c ụ ụ
Mở đ uầ
Trong th i đ i công ngh thông tin phát tri n, vai trò c a thông tin vô ờ ạ ủ ệ ể
tuy n tr nên ngày càng quan tr ng. V i s ra đ i liên ti p c a các công ế ủ ớ ự ế ở ọ ờ
ngh m i nh 3G, 4G, ... trong m t kho ng th i gian ng n, thông tin vô ệ ớ ư ả ắ ộ ờ
tuy n đã cho th y s phát tri n v t b c cũng nh các ng d ng phong ấ ự ể ế ượ ậ ư ứ ụ
phú c a nó vào đi n t - vi n thông. Đ có th ti p c n, và xa h n n a là ệ ử ủ ể ế ậ ữ ễ ể ơ
ng d ng các công ngh m i, tr c h t c n ph i n m đ ứ ệ ớ ụ ướ ả ắ ế ầ ượ ậ c các k thu t ỹ
c b n c a thông tin vô tuy n. ơ ả ủ ế
2
Nh n th y vai trò quan tr ng c a cân b ng kênh trong h th ng thông ệ ố ủ ậ ấ ằ ọ
tin vô tuy n, chúng em đã ch n đ tài cho bài t p l n c a mình là “Cân ậ ớ ủ ế ề ọ
ng pháp ZFF và MMSE”. M c đích c a bài t p này b ng kênh b ng ph ằ ằ ươ ụ ủ ậ
là hi u thêm v k thu t cân b ng kênh, c th là 2 ph ng pháp ZFF và ụ ể ề ỹ ể ậ ằ ươ
MMSE và vai trò c a chúng. ủ
Bài t p l n c a chúng em không tránh kh i nh ng sai sót, vì th ậ ớ ữ ủ ỏ ế
chúng em kính mong th y giáo góp ý đ th hoàn thi n bài t p c a mình. ậ ủ ể ể ệ ầ
ỉ ả Qua đây, chúng em xin c m n Th y giáo, Ts Vũ Văn Yêm đã ch b o, ầ ả ơ
gi ng gi i và giúp đ trong th i gian qua. Nh ng bài gi ng c a th y là ả ả ữ ủ ả ầ ỡ ờ
ngu n t li u quý báu đ chúng em tham kh o. Chúng em chúc th y luôn ồ ư ệ ể ả ầ
m nh kh e và công tác t t. ạ ỏ ố
A.
T ng quan v cân b ng kênh
ổ
ề
ằ
1. Khái ni m, m c đích và vai trò c a cân b ng kênh: ụ ủ ệ ằ
Trong h th ng thông tin vô tuy n, tín hi u thu đ máy thu thông ệ ố ế ệ c ượ ở
th ng b suy gi m và méo do suy hao trên đ ng truy n ườ ả ị ườ ề ở ả ề ầ c mi n t n
ằ s và th i gian. Chính vì th , các b thu tín hi u đ u c n có s cân b ng ộ ố ự ế ệ ề ầ ờ
kênh và l c nhi u. Cân b ng kênh và l c nhi u là quá trình khôi ph c l ụ ạ i ễ ễ ằ ọ ọ
tín hi u thu sao cho nó có xác su t l ấ ỗ ệ i nh nh t. ỏ ấ
3
Nguyên nhân gây suy gi m và méo ch y u là nhi u liên ký hiêu ISI ủ ế ễ ả ̣
(InterSymbol Interference) sinh ra do truy n sóng đa đ ề ườ ụ ng, vì v y m c ậ
đích chính c a b cân b ng kênh là gi m nhi u ISI (Khai niêm bô cân ủ ễ ằ ả ộ ́ ̣ ̣
băng vi thê con đ c hiêu theo nghia rông la bô x ly tin hiêu lam tôi thiêu ượ ̣ ử ̀ ̀ ́ ̀ ̉ ̃ ̣ ̀ ́ ́ ̣ ̀ ́ ̉
nhiêu ISI). Nhiêu ISI gây meo va lam tăng ti lê lôi bit ở ̉ phia thu nên phai ̃ ̃ ́ ̀ ̀ ̉ ̣ ̃ ́
đăt bô cân băng kênh phia thu. ở ủ Do đ c tính bi n đ i theo th i gian c a ổ ế ặ ờ ̣ ̣ ̀ ́
ờ kênh, b cân b ng kênh ph i có kh năng thích nghi (adaptive) theo th i ả ằ ả ộ
Thông tin
gian.
Bô quyêt đinh phiá thu
̣ ́ ̣
Bô loc phat,́ P(f)
Kênh C(f)
Bô loc thu, H(f)
Bô cân E(f)
băng,
n(t)
̣ ̣ ̣ ̣ ̣ + ̀
Vi tri bô cân băng trong hê thông vô tuyên ̣ ́ ̣ ̀ ̣ ́ ́
2. Vai net vê nhiêu xuyên ký t ISI: ự ̀ ́ ̀ ̃
ISI intersymbol interference, là hi n t ệ ượ ả ng nhi u liên kí hi u. ISI x y ễ ệ
ng, trong đó m t tín hi u t i sau s gây nh h ra do hi u ng đa đ ệ ứ ườ ệ ớ ộ ẽ ả ưở ng
lên kí hi u tr c đó. Trong môi tr ng truy n d n vô tuy n, nhi u xuyên ệ ướ ườ ề ế ễ ẫ
ký t (ISI) gây b i tín hi u ph n x có th i gian tr khác nhau t các ự ệ ả ạ ở ờ ễ ừ
h ng khác nhau t phát đ n thu là đi u không th tránh kh i. nh h ướ ừ ỏ Ả ế ề ể ưở ng
này s làm bi n d ng hoàn toàn m u tín hi u khi n bên thu không th ẫ ế ệ ế ẽ ạ ể
khôi ph c l i đ ụ ạ ượ c tín hi u g c ban đ u. ố ệ ầ
4
Path 1
1
2
3
1
2
3
S S S S S S
1
Path 2
t τ
X
1
2
3
T S S S
2
τ
Trong các h th ng đ n sóng mang, ISI là m t v n đ khá nan gi ệ ố ộ ấ ề ơ ả i.
Lí do là đ r ng băng t n t l ngh ch v i kho ng th i gian kí hi u, do ầ ỉ ệ ộ ộ ệ ả ớ ờ ị
v y, n u mu n tăng t c đ truy n d li u trong các h th ng này, t c là ậ ệ ố ữ ệ ứ ề ế ố ố ộ
gi m kho ng kí hi u , vô hình chung đã làm tăng m c tr i tr t ả ễ ươ ứ ệ ả ả ố ng đ i.
Lúc này h th ng r t nh y v i tr i tr . Và vi c thêm kho ng b o v khó ớ ả ễ ệ ố ệ ệ ấ ạ ả ả
tri ệ t tiêu h t ISI. ế
Ngoai nhiêu ISI, tin hiêu co ich con bi anh h ng b i nhiêu đông kênh ưở ở ̀ ̃ ́ ̣ ́ ́ ̀ ̣ ̉ ̃ ̀
(Co-Channel Interference CCI), nhiêu kênh lân cân (Adjacent Channel ̃ ̣
Interference ACI), nhiêu đa truy nhâp (Multiple Access Interference MAI), ̃ ̣
nhiêu đa ng i s dung (Multi User Interference MUI), ... nh ng nh iêu ISI ườ ử ư ̃ ̣ ̃
ng t i ch t l la ̀ nguyên nhân chính gây nh h ả ưở ớ ấ ượ ̉ ng TTVT, vi vây cân phai ̀ ̣ ̀
co bô cân băng kênh đê giam thiêu anh h ng nay. 2 ky thuât cân băng kênh ưở ́ ̣ ̀ ̉ ̉ ̉ ̉ ̀ ̃ ̣ ̀
phô biên đê giam nhiêu ISI la dung bô loc ep không ZFF va bô loc binh ̉ ́ ̉ ̉ ̃ ̀ ̀ ̣ ̣ ́ ̀ ̣ ̣ ̀
ph ng tôi thiêu MMSE. ươ ́ ̉
5
Tin hiêu tr c va sau khi cân băng ướ ́ ̣ ̀ ̀
3. Bô cân băng thich nghi (Adaptive Equalizer): ̣ ̀ ́
Do hiên t ̣ ượ ờ ng fading cua kênh la ngâu nhiên va thay đôi theo th i ̉ ̀ ̃ ̀ ̉
ờ gian, cac bô cân băng cân khao sat tinh chât cua kênh vô tuyên theo th i ́ ̣ ̀ ̀ ̉ ́ ́ ́ ̉ ́
gian, hay noi cach khac, no phai co tinh thich nghi. ́ ́ ́ ́ ̉ ́ ́ ́
Chê đô hoat đông thông th ng cua bô cân băng thich nghi bao gôm ườ ́ ̣ ̣ ̣ ̉ ̣ ̀ ́ ̀
hiêu chinh (Tracking). qua trinh hu n luy n (Training) va t ệ ấ ̀ ự ́ ̀ ̣ ̉
n luy n ấ ́ ệ (Training): Trong qua trinh nay, phia ́ ̀ ́ ̀ ̀ o Qua trinh hu
k) đa biêt. Chuôi nay th
phat g i đi môt chuôi luyên tâp (u ng ́ ử ườ ̣ ̃ ̣ ̣ ̃ ́ ̃ ̀
la chuôi nhi phân gia ngâu nhiên hoăc la môt chuôi bit xac đinh, ̀ ̃ ̣ ̉ ̃ ̣ ̀ ̣ ̃ ́ ̣
giup câu hinh phu h p cho bô cân băng. Thông tin co ich đ ̀ ợ ượ c ́ ́ ̀ ̣ ̀ ́ ́
n luy n g i đi ngay sau chuôi hu ử ấ ệ nay, va bô cân băng thich ̃ ̀ ̀ ̣ ̀ ́
̃ nghi se tinh toan cac hê sô cua bô loc đê bu cho kênh. Chuôi ̃ ́ ́ ́ ̣ ́ ̉ ̣ ̣ ̉ ̀
6
hu n luy n ệ đ ấ ượ c thiêt kê đê bô cân băng co cac hê sô phu h p ̀ ợ ́ ́ ̉ ̣ ̀ ́ ́ ̣ ́
trong tinh huông kênh lam viêc điêu kiên xâu nhât. ̣ ở ̀ ́ ̀ ̀ ̣ ́ ́
hiêu chinh (Tracking): Sau khi nhân đ c thông ự ượ ́ ̀ ̣ ̉ ̣ o Qua trinh t
tin co ich, bô toan hoc thich nghi cua bô cân băng se phat hiên ́ ́ ̣ ́ ̣ ́ ̉ ̣ ̀ ̃ ́ ̣
nh ng thay đôi cua kênh theo th i gian, t đo thay đôi cac hê ữ ờ ừ ̣ ̉ ̉ ́ ̉ ́
sô cho phu h p. ̀ ợ ́
Bô cân băng cân luyên tâp theo chu ky đê giam nhiêu ISI môt cach ̣ ̀ ̀ ̣ ̣ ̀ ̉ ̉ ̃ ̣ ́
hiêu qua. ̣ ̉
Qua trinh cân băng kênh th ng đ c th c hiên băng tân c s ườ ượ ̣ ở ự ơ ở ́ ̀ ̀ ̀
hoăc trung tân (Intermediate Frequency IF) phia thu. ở ̣ ̀ ́
4. B cân b ng thích nghi thông th ng ộ ằ ườ
S đ kh i c a h th ng vi n thông có b cân b ng kênh thích ng đ t ố ủ ệ ố ơ ồ ặ ở ứ ễ ằ ộ
phia thu ́
7
x(t) : Tin hiêu gôc ́ ở băng tân c s . ̀ ơ ở ́ ̣
f(t) : Tông h p đap ng xung băng tân c s cua may phat, kênh va ́ ứ ợ ở ơ ở ̀ ̉ ̀ ̉ ́ ́
phân cao tân/trung tân cua may thu. ̀ ̀ ̀ ̉ ́
f*(t) : liên h p ph c cua f(t). ứ ợ ̉
nb(t) : nhiêu băng tân c s đâu vao bô cân băng. ̃ ở ̀ ơ ở ở ̀ ̀ ̣ ̀
heq(t) : đap ng cua bô cân băng ́ ứ ̉ ̣ ̀
=
+
y t ( )
x t ( )
f
t *( )
�
n t ( ) b
Biêu th c cua tin hiêu vao bô cân băng: ứ ̉ ̉ ́ ̣ ̀ ̣ ̀
^
+
x t ( )
t *( )
f ��
�
h t ( ) eq
n t ( ) b
h t ( ) eq
d = ( ) t = ( ) x t
�
n t ( ) b
Tin hiêu sau khi cân băng: ́ ̣ ̀
+� ( ) g t ́ ứ
h t ( ) eq ợ
Trong đo g(t) la đap ng xung tông h p cua may phat, kênh, phân cao ́ ̀ ̉ ̉ ́ ́ ̀
=
tân/trung tân cua may thu, va bô cân băng ̀ ̀ ̉ ́ ̀ ̣ ̀
g t ( )
f
t *( )
h t ( ) eq
(cid:0)
=
Măt khac co: ̣ ́ ́
t nT (
)
h t ( ) eq
d c n
n n la hê sô bô loc cua bô cân băng.
- (cid:0)
v i cớ ̀ ̣ ́ ̣ ̣ ̉ ̣ ̀
b(t)=0.
Ta muôn đâu ra cua bô cân băng la tin hiêu ban đâu x(t). Gia s n ̉ ử ́ ̀ ̉ ̣ ̀ ̀ ́ ̣ ̀
^
x t ( )
=
=
d
d = ( ) t t *( ) f
g t ( )
t ( )
�
Khi đo đê ́ ̉
h t ( ) eq
thi ̀
Trong miên tân sô, biêu th c trên đ c viêt lai thanh: ứ ượ ̀ ̀ ́ ̉ ́ ̣ ̀
) * (
= ) 1
f
eqH f F (
-
8
Ph ươ ̉ ng trinh trên chi ra răng, bô cân băng th c chât la bô loc đao cua ự ̀ ̉ ̀ ̣ ̀ ́ ̀ ̣ ̣ ̉
kênh. Khi kênh thay đôi tinh chât theo th i gian, bô cân băng thich nghi ờ ̉ ́ ́ ̣ ̀ ́
đ c thiêt kê sao cho ph ng trinh trên đ c thoa man. ượ ươ ượ ́ ́ ̀ ̉ ̃
• Bô cân băng thich nghi thông th ng: ườ ̣ ̀ ́
k: chi sô th i gian r i rac hoa. ́ ờ ờ ̉ ̣ ́
z-1: bô trê. ̣ ̃
ωnk: B nhân có th đi u ch nh đ c (tr ng s ). ể ề ộ ỉ ượ ố ọ
Adaptive Alogorithm: B s h c thich nghi. ộ ố ọ ́
Bô cân băng thich nghi co câu truc nh trên đ c goi la bô loc ngang. ư ượ ̣ ̀ ́ ́ ́ ́ ̣ ̀ ̣ ̣
k, tin hiêu nay đ
Bô sô hoc thich ng liên tuc câp nhât gia tri cac trong sô. Khôi sô hoc đ ́ ứ ̣ ượ c ̣ ́ ̣ ̣ ̣ ̣ ́ ̣ ́ ̣ ́ ́ ́
c sinh ra băng cach so sanh tin điêu khiên b i tin hiêu lôi e ở ̀ ượ ̀ ̉ ́ ̣ ̃ ́ ̣ ̀ ́ ́ ́
k (thông th
k = xk). Bộ
k đê câp nhât cac trong sô đê tôi thiêu ham chi
hiêu ra cua bô cân băng v i tin hiêu y ng ta chon y ớ ườ ̣ ̉ ̣ ̀ ́ ̣ ̣
cân băng thich ng d a vao e ́ ứ ự ̀ ̀ ̉ ̣ ̣ ́ ̣ ́ ̉ ́ ̉ ̀
phi.́
9
Theo ly thuyêt cân băng kênh, ham chi phi thông dung nhât la ham ́ ́ ̀ ̀ ́ ̣ ́ ̀ ̀
trung binh binh ph ng lôi MSE (Mean Square Error) gi a tin hiêu mong ươ ữ ̀ ̀ ̃ ́ ̣
muôn va tin hiêu ra bô cân băng. Ham MSE đ c biêu thi băng ượ ́ ̀ ́ ̣ ̣ ̀ ̀ ̉ ̣ ̀
E[e(k)e*(k)]. Khi co yêu câu tin hiêu so sanh (tin hiêu gôc), phia phat se ̃ ́ ̀ ́ ̣ ́ ́ ̣ ́ ́ ́
phat đi chuôi luyên tâp. Khi phat hiên chuôi luyên tâp, bô toan hoc thich ng ́ ứ ́ ̃ ̣ ̣ ́ ̣ ̃ ̣ ̣ ̣ ́ ̣
tinh toan va tôi thiêu ham chi phi băng cach điêu chinh trong sô sao cho phu ̀ ́ ́ ̀ ́ ̉ ̀ ́ ̀ ́ ̀ ̉ ̣ ́
h p.ợ
ỗ G n đây, đã phát tri n b s h c thích ng không c n s d ng chu i ầ ử ụ ộ ố ọ ứ ể ầ
hu n luy n ệ , g i là b s h c mù. ộ ố ọ ấ ọ
Đê tim hiêu thêm vê bô sô hoc thich ng, ta s dung công cu vector va ́ ứ ử ̀ ̉ ̀ ̉ ̀ ̣ ́ ̣ ̣ ̣
k nh sau: ư yk = [yk yk-1 yk-2 ... yk-N]T
ma trân. Đinh nghia tin hiêu vao bô cân băng y ̣ ̣ ̃ ́ ̣ ̀ ̣ ̀
N
^
w
y
= (cid:0)
Tin hiêu ra cua bô cân băng thich ng: ́ ứ ́ ̣ ̉ ̣ ̀
nk
k n
k
-
d
=
0
n
ωk = [ω0k ω1k ω2k ... ωNk]T
Vector trong sô: ̣ ́
^
=
w
= w
y
y
T k
k
T k
k
Tin hiêu ra cua bô cân băng vi thê co thê viêt lai thanh: ́ ̣ ̉ ̣ ̀ ̀ ́ ́ ̉ ́ ̣ ̀
d
k
^
^
=
Tin hiêu lôi: ́ ̣ ̃
d
e k
k
x k
- -
d
d
= k
k
=
w
w
Suy ra:
y
y
e k
x k
T k
= k
x k
T k
k
- -
10
=
+
w
Binh ph ng 2 vê ta co: ươ ̀ ́ ́
e
|
2
2 x k
T k
w y y k
T k
k
w x y k
T k
k
2 | k Lây ky vong 2 vê:
-
=
+
w
́ ̀ ̣ ́
E x [
2 [
]
]
2 | ] k
2 k
w T k
E y y [ k
T k
k
k
] k la đôc lâp, ph
[| E e k va ỳ
-
w T E x y k k ng trinh trên co thê đ n gian hoa h n n a, ̉ ơ
ươ ́ ơ ữ Nêu x́ ̀ ̣ ̣ ̀ ́ ̉
k có
tuy nhiên ta không thê lam vây vi thông th ng vector tin hiêu vao x ườ ̉ ̀ ̣ ̀ ́ ̣ ̀
k cua bô cân băng. Vi thê, ta s
t ng quan v i tin hiêu ra mong muôn y ươ ớ ử ́ ̣ ́ ̉ ̣ ̀ ̀ ́
=
=
]
...
]T
dung vector t ng quan p đê chi ra môi t ươ ́ ươ ng quan gi a chung. ữ ̣ ̉ ̉ ́
k
k
x y k
k N
2
k
E x y [ k k ng quan đâu vao
x y k c đinh nghia la ma trân vuông c
- - -
p E x y [ ̣ ươ
x y k ̀ R đ
1 k ượ
Ma trân t ỡ ̀ ̣ ̃ ̀ ̣
K
y
(N+1)x(N+1)
2 k
1
k
y y k
2
y y k
K
y
y
- - -
*
k
k
k
2
k
k N
=
=
R E y y [
]
E
k
k
y 1 k K
y y k 2 y k 1 K
k y 1 K
K K
y
y
y
- - - - - -
k N y 1 K 2 k N
y k N k
y k N k
1
2
� � y � � � y � �
� � � � � � �
y k N k k la cô đinh thi MSE co thê viêt thanh:
- - - - - -
k va ỳ
T
x
=
w T
w
Nêu x́ ̀ ́ ̣ ̀ ́ ̉ ́ ̀
MeanSquareError
E x
R
2
p
(cid:0) -
+ w 2 � � � � k ị k t c giá tr ω
T i thi u hóa MSE ta s đ i u. ẽ ượ ể ố ố ư
5. Cac ky thuât cân băng kênh: ́ ̃ ̣ ̀
Co thê chia ky thuât cân băng kênh thanh 2 nhom chinh, đo la cân băng ́ ̉ ̃ ̣ ̀ ̀ ́ ́ ́ ̀ ̀
tuyên tinh va cân băng phi tuyên. 2 nhom nay đ c xac đinh t cach s ượ ừ ử ́ ́ ̀ ̀ ́ ́ ̀ ́ ̣ ́
dung đâu ra cua bô cân băng thich nghi cho tin hiêu phan hôi. Tin hiêu sau ̣ ̀ ̉ ̣ ̀ ́ ́ ̣ ̉ ̀ ́ ̣
cân băng se đ bô quyêt đinh đê tim lai tin hiêu ban đâu. Nêu ̃ ượ c x ly ử ́ ở ̀ ̣ ́ ̣ ̉ ̀ ̣ ́ ̣ ̀ ́
11
nh tin hiêu sau bô quyêt đinh đ c phan hôi vê đê thay đôi tin hiêu ra bô ư ́ ượ ̣ ̣ ̣ ́ ̣ ̉ ̀ ̀ ̉ ̉ ́ ̣
cân băng thi ky thuât cân băng kênh đo goi la cân băng phi tuyên. Ng ượ ̣ c lai ̀ ̀ ̃ ̣ ̀ ́ ̣ ̀ ̀ ́
ta goi ky thuât đo la cân băng tuyên tinh. ̣ ̃ ̣ ́ ̀ ̀ ́ ́
Phân loai cac bô cân băng ̣ ́ ̣ ̀
Bang so sanh 2 ky thuât cân băng kênh ̉ ́ ̃ ̣ ̀
Cân b ng tuy n tính ế ằ Cân b ng phi tuy n ế ằ
• Có h i ti p. ộ ồ ế
• Tín hi u ra b cân ệ b ng không quay tr ở ằ i đ u vào (không l ạ ầ h i ti p) ồ ế • Đ n gi n, d th c ễ ự ơ ả hi n.ệ • Khá ph c t p. ứ ạ • Nhi u ít h n so v i ớ ơ ễ cân b ng tuy n tính ế ằ
• Tăng nhi u.ễ
̣ Do tinh đ n gian dê th c hiên nên chung ta se chi nghiên c u ky thuât ̃ ự ứ ơ ́ ̉ ̣ ́ ̃ ̉ ̃
cân băng tuyên tinh, ma cu thê la 2 ph ng phap ZFF va MMSE. ươ ̀ ́ ́ ̀ ̣ ̉ ̀ ́ ̀
12
B.
Ph
ươ
ng pháp cân b ng kênh ZFF và ằ
MMSE
1. B cân b ng kênh ZF ằ ộ
• Gi ớ i thi u ệ
Zero Forcing Equalizer) là d ng cân b ng kênh B cân b ng kênh ZF ( ằ ộ ạ ằ
ứ tuy n tính s d ng trong h th ng vi n thông đ chuy n đ i đáp ng ệ ố ử ụ ể ể ễ ế ổ
c đ xu t b i Robert Lucky. c a kênh truy n. D ng cân b ng này đ ạ ủ ề ằ ượ ề ấ ở
ề ứ B cân b ng kênh ZF hay còn g i là b l c đ o có r t nhi u ng ọ ộ ọ ằ ả ấ ộ
d ng. Ví d trong chu n ụ ẩ IEEE 802.11n . Tên g i Zero Forcing t ụ ọ ngươ
ng v i vi c ép nhi u ISI xu ng m c 0. Đi u này có ứ ứ ệ ề ễ ớ ố ý nghĩa khi nhi uễ
ISI l n so v i t p âm. ớ ạ ớ
• Đ c tr ng b l c ộ ọ ư ặ
S đ b cân b ng kênh ơ ồ ộ ằ
13
Khi không có b cân b ng kênh ta có:y(t)=x(t)*h(t) ằ ộ
Trong mi n t n s : Y(jω)=X(jω)H(jω). ề ầ ố
N u có b cân b ng kênh: y(t)=x(t)*h(t)*g(t). ế ằ ộ
Trong mi n t n s : Y(jω)=X(jω).H(jω).G(jω). ề ầ ố
B cân b ng kênh lý t ng :h(t)*g(t)=(t). ằ ộ ưở
Trong mi n t n s : G(j)H(j)=1. ề ầ ố
G(j)=1/ H(j).
Hay b l c ZF còn g i là b l c đ o. ộ ọ ả ộ ọ ọ
N u có nhi u tr ng AGWN: ế ễ ắ
Y(jω)=[X(jω).H(jω)+N(jω)]G(jω).
=X(jω)+N(jω)/H(jω).
N u H(jω) bé, nhi u N(jω) s đ ẽ ượ ế ễ c khu ch đ i, gây nh h ạ ế ả ưở ế ng đ n
ch t l c. ấ ượ ng tín hi u thu đ ệ ượ
• Tính toán thông s b l c ố ộ ọ
s là chu kì l y m u tín hi u sau khi đi qua b l c ộ ọ ệ
N
=
G i T=1/f ọ ấ ẫ
g t ( )
t nT (
)
d c n
=- n N
- (cid:0)
N
=
=
cn là h s b l c. ệ ố ộ ọ
p t ( )
g t ( )
h t '( )
)
�
c h t nT '( n
=-
n
N
- (cid:0)
14
h’(t) là tín hi u tr V i th i gian l y m u t=mT, ấ ẫ ớ ờ ệ ướ c cân b ng kênh. ằ
N
p mT (
)
'[(m-n)T]
= (cid:0)
c h n
=-
n
N
Ta có:
c ma tr n: Bi n đ i ta đ ổ ế ượ ậ
h
h
'[0] M
'[ 1] M
'[ 2 ] N M
- - - -
K M K
]
1]
]
[0] M
'[ h N M
h N '[ M
M
h N '[ M
- -
K
P N [
]
h N '[2 ]
h N '[2
1]
h
'[0]
P N [ � � M � � P � � � �
] h � � � � � � = � � � � � � � � � �
c � � � N � � � M � � � � � � c 0 � � � M � � � � � � c �� � N
-
=
p
h c '.
(cid:0) (cid:0)
1
=
c
h
'
.
p
(cid:0) (cid:0) -
ng, p(t) là xung Dirac Ở đi u ki n lý t ệ ề ưở
15
p(t)=g(t)
d h'(t)= (t)
0 �� �� 0 �� �� M �� 0 �� �� p(t)= 1 �� 0 �� �� M �� 0 �� �� 0 ��
(cid:0)
Th c t ự ế ứ , cân b ng kênh ZF không ho t đ ng trong đa s các ng ạ ộ ằ ố
d ng vì: ụ
• Do C(z)=1/H(z), b l c đ o s khuyêch đ i t p âm r t l n.Do đó ấ ớ ạ ạ ộ ọ ẽ ả
c s d ng trong các h th ng c n SNR cao. b l c này ít đ ộ ọ ượ ử ụ ệ ố ầ
• Dù cho đáp ng xung c a kênh truy n có chi u dài h u h n thì đáp ữ ủ ứ ề ề ạ
ứ ng xung c a b cân b ng có chi u dài vô h n ằ ủ ộ ề ạ
• Trong vài tr ng h p tín hi u nh n đ ườ ệ ậ ợ ượ ệ c nh , đ bù đ p , tín hi u ỏ ể ắ
ra c a b l c ph i l n. ủ ộ ọ ả ớ
16
• K t qu mô ph ng s d ng ph ng pháp ZFF trên matlab: ử ụ ế ả ỏ ươ
2. B l c MMSE ộ ọ
• Gi ớ i thi u ệ
Là b cân b ng kênh tuy n tính ế ằ ộ
M c đích là t i thi u hóa s khác bi ụ ố ự ể ệ ỗ t gi a d li u chu i ữ ệ ữ
hu n luy n và tín hi u ệ ở ầ đ u ra b cân b ng. ộ ệ ấ ằ
B cân b ng MMSE yêu c u hàm t t ng quan và t ằ ầ ộ ự ươ ươ ng
ã bi t qua quan chéo đ đánh giá vi c truy n d n tín hi u đ ệ ề ệ ể ẫ ế
kênh truy n.ề
• Đ c tr ng b l c ộ ọ ư ặ
17
y(t)
c -N+1
T T T T ... ...
c 0 c N
c -N
z(t)
d(t) (chu n)ẩ
e(t)
Xét b l c dùng MMSE, trong đó ộ ọ
d(t) là tín hi u chu n do bên thu và bên phát quy c v i nhau. ệ ẩ ướ ớ
y(t) là chu i đỗ ầu vào b cân b ng. ằ ộ
z(t) là chu i đ u ra b cân b ng. ỗ ầ ằ ộ
e(t) là chu i l i. ỗ ỗ
2
e E=
{[z(t)-d(t)] } =Min
M c đích c a ph ng pháp MMSE là t i thi u hóa bi u th c: ụ ủ ươ ố ứ ể ể
N
=
Trong đó:
z t ( )
)
c y t nT ( n
=-
n
N
- (cid:0)
18
2
= -
n
N N ,
e E=
{[z(t)-d(t)] } =Min
Cn là h s b l c. ệ ố ộ ọ
=> . Ta có: là hàm c a củ n,
=
0
(cid:0)
e c n
(cid:0)
d t
( )]
0
(cid:0)
� ( ) z t = �(cid:0) c n } = )
0
�
-
� [ ( ) - E z t 2 � � � { [ ( ) - E z t {
d t y t nT ( )] ( } { = )
E z t y t nT ( ) (
E d t y t nT ( ) (
} )
�
- -
t
t
Đ t τ =nT. Suy ra: ặ
{
{
} = )
} )
E d t y t ( ) ( t
- -
E z t y t ( ) ( - = t )
(
R
(
)
�
R zy
dy
-
T ng t ng tr ươ ự nh ư ZFF ta có ph ươ ình ma tr n cho tr ậ ườ ợ ng h p
MMSE:
R
[0]
R
[-2
NT
[
NT
yy
yy
yd
(cid:0) - -
M
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
R NT [
]
R NT [-
]
R
yy
yy
(cid:0)
[0] yd M
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
R NT [
]
R
[0]
[2
NT
]
c
yd
yy
yy
] c � � � N � � � M � � � � �= � c 0 � � � M � � � � � � � � � N
R � � � � � � � �
] � � � � � � � �
� � � � � � � R �
(cid:0)
=
r R c R .
yy
yd
(cid:0)
.
r =� c R R
1 yy
yd
(cid:0) -
19
• Bên c nh cân b ng kênh, MMSE còn h n ch nhi u. ễ ế ằ ạ ạ
• MMSE không cho phép t p âm vô h n nh ZF v i kênh có ạ ạ ư ớ
ph không. ổ
0 ti n đ n 0: MMSE và ZF là
• Khi nhi u không đáng k => N ể ễ ế ế
gi ng nhau. ố
• K t qu mô ph ng ph ng pháp cân b ng MMSE trên matlab: ế ả ỏ ươ ằ
20
Tài li u tham kh o
ệ
ả
• Wireless Communications Principles and Practice T.S. Rappaport.
• J. Proakis, “Digital Communications”, McGraw Hill, Fourth Edition,
2001.
• Digital Radio System Design, Grigorios Kalivas.
• Nguy n Văn Đ c, Vũ Văn Yêm, Đào Ng c Chi n, Nguy n Qu c ố ứ ễ ế ễ ọ
Kh ng, Nguy n Trung Kiên “B sách K thu t Thông tin s , t p 4 ươ ố ậ ễ ậ ộ ỹ
– Thông tin vô tuy n”, NXB Khoa h c và K thu t. ế ậ ọ ỹ
• http://wikipedia.org/
• http://www.dsplog.com
21
