Luận văn:Nghiên cứu kỹ thuật thu phát mimo và phương pháp ước lượng kênh trong wimax

Chia sẻ: Nguyen Vang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

142
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Kỹ thuật MIMO (MIMO technique) trong lĩnh vực truyền thông là kỹ thuật sử dụng nhiều anten phát và nhiều anten thu để truyền dữ liệu. MIMO technique tận dụng sự phân tập - diversity (không gian, thời gian, mã hóa ...) nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu, tốc độ dữ liệu ... (khác với khái niệm beam forming của smart aray antenna nhằm nâng cao độ lợi thu, phát theo không gian

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Nghiên cứu kỹ thuật thu phát mimo và phương pháp ước lượng kênh trong wimax

1 2 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Đ I H C ĐÀ N NG VÕ TH C M NHUNG Ngư i hư ng d n khoa h c: TS. NGUY N VĂN TU N NGHIÊN C U K THU T THU PHÁT MIMO VÀ PHƯƠNG PHÁP Ư C LƯ NG KÊNH Ph n bi n 1 : TS. NGUY N VĂN CƯ NG TRONG WIMAX Ph n bi n 2 : TS. LƯƠNG H NG KHANH Chuyên ngành: k thu t ñi n t Mã s : 60.52.70 Lu n văn s ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 21 tháng 5 năm 2011 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Có th tìm hi u ñư c lu n văn t i - Trung tâm Thông tin – H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng Đà N ng, năm2011
1 2 M Đ U Khi OFDM ñư c s d ng v i b thu phát MIMO, thông tin kênh 1. Tính c p thi t c a ñ tài truy n là y u t c n thi t t i thi t b nh n ñ phát hi n tín hi u thu và Ngày nay nhu c u thông tin liên l c c a con ngư i ngày càng cao, ñ phân t p k t h p ho c tri t nhi u không gian. Do dó phương pháp nh t là ñ i v i các thi t b không dây t c ñ cao, băng thông r ng ư c lư ng kênh ñ bi t thông tin kênh truy n chính xác là r t quan như ñi n tho i không dây, internet không dây… thì các h th ng truy tr ng. Ư c kênh ñư c th c hi n b ng cách d a trên training, các ký c p không dây ñư c thi t k v i hi u su t băng thông cao. Wimax hi u ñã bi t ñư c phát ñ h tr cho các phương pháp ư c lư ng (wordwide interoperability for microwave access) là m t h th ng kênh t i thi t b thu. m ng không dây băng r ng có th ñáp ng ñư c nhu c u ngày càng Vì v y, vi c “Nghiên c u phương pháp ư c lư ng kênh và k tăng này thu t thu phát MIMO trong Wimax” là r t c n thi t. Wimax d a trên chu n IEEE 802.16 -2004 và IEEE 802.16e- 2. M c ñích ñ tài 2005 và ñư c thi t k d a trên nguyên lý ghép kênh phân chia theo Đ tài ti n hành nghiên c u t ng quan Wimax, k thu t thu phát t n s tr c giao (OFDM- orthogonal frequency division MIMO và phương pháp ư c lư ng kênh nh m nâng cao ch t lư ng multiplexing) và cung c p d i r ng các k thu t ñi u ch mã hóa t o tín hi u. ra nhi u lu ng d li u ñ c l p mà có th ñư c s d ng b i các ngư i 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u dùng khác nhau, t t c các sóng mang con ñư c s d ng b i m t - Lý thuy t t ng quan v Wimax: L p v t lý c a Wimax ngư i s d ng t i m t khe th i gian. Wimax s d ng OFDMA ña - Nghiên c u k thu t thu phát MIMO: phân t p thi t b phát vòng h truy c p ghép kênh phân chia theo t n s tr c giao, ngư i s d ng và phân t p thi t b thu. chia s các sóng mang con và các khe th i gian cho phép h th ng - Nghiên c u phương pháp ư c lư ng kênh trong Wimax: LS (least thích h p t hi u su t công su t ñ n hi u su t băng thông v i các squares), LMMSE (linear minimum mean square error). ng d ng truy c p t c ñ cao. Chu n IEEE 802.16-2004 là n n t ng 4. Phương pháp nghiên c u cho gi i pháp Wimax ñ u tiên, ñư c hư ng ñ n các ng d ng c Pháp phương nghiên c u xuyên su t c a lu n văn là nghiên c u ñ nh. lý thuy t k t h p v i tính toán mô ph ng b ng Matlab nh m làm Đ nâng cao hi u su t c a h th ng ta s d ng h th ng thu phát sáng t n i dung ñ tài. Các bư c ti n hành nghiên c u ñư c trình MIMO ñ phân t p không gian mà không s d ng thêm băng thông bày như sau: như phân t p th i gian mà t n s và có th ñư c s ñ : tăng ñ tin - Nghiên c u lý thuy t: L p v t lý c a Wimax, phân t p thi t b phát c y c a h th ng (gi m t l l i bít ho c gói), tăng t c ñ d li u và vòng h và phân t p thi t b thu và các pháp ư c lư ng kênh trong do ñó tăng dung lư ng c a h th ng. Wimax: LS (least squares), LMMSE (linear minimum mean square error).
3 4 - L p trình th c hi n các thu t toán trên b ng ngôn ng Matlab. kênh. Nói chung, gi ñ nh r ng các kênh ñư c l y m u t i t n - Nghiên c u các phương pháp ñánh giá. s , trong ñó T là chu kỳ ký hi u, và do ñó, chu kỳ c a kênh 5. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n ñ tài trong trư ng h p này là kho ng . Nhìn chung các giá tr l y m u là - Đây là công ngh hi n ñ i nh t c a thông tin di ñ ng hi n th i ñáp các s ph c. ng ñư c nhu c u v băng thông và t c ñ d li u. Gi s kênh là không ñ i trong m t chu kỳ vài giây, có th mô t các - ng d ng k thu t thu phát MIMO và phương pháp ư c lư ng ñ u ra c a kênh là : kênh trong Wimax theo chu n IEEE 802.16-2004 ñ nâng cao ch t lư ng tín hi u thu. (1.2) 6. C u trúc lu n văn mà là m t chu i ñ u vào c a các ký hi u d li u v i t c ñ 1/T C u trúc lu n văn g m b n chương : và * bi u th tích ch p. Trong ký hi u ñơn gi n hơn, các kênh có th Chương 1: Kênh truy n băng r ng ñư c th hi n như là m t vector c t th i gian khác nhau Chương 2: L p v t lý c a Wimax (1.3) Chương 3: K thuât MIMO và phương pháp ư c lư ng kênh Kênh ña ñư ng thư ng ñư c mô t như sau: Chương 4: Mô ph ng và ñánh giá CHƯƠNG 1: KÊNH TRUY N VÔ TUY N t : bi n th i gian và n m b t s bi n thiên th i gian c a ñáp ng 1.1 GI I THI U CHƯƠNG xung c a m i thành ph n ña ñư ng ñư c phân ph i ñi n hình như là M c tiêu chính c a chương này là ñ gi i thích các y u t cơ b n fading rayleigh ho c rician, τ: bi u th tr c a m i thành ph n ña nh hư ng ñ n tín hi u thu trong m t h th ng không dây: kênh ñư ng. Các kênh truy n ña ñư ng th c nghi m thư ng ñư c ch ñ nh truy n fading, tr i tr và băng thông tương quan, tr i doppler và th i s d ng s kênh v, tr và công su t trung bình tương ñ i c a m i gian tương quan và các mô hình kênh: fading rayleigh, fading ricean. kênh. H u h t s d ng các biên d ng công su t- tr ñư c cho b i Trong ph n này cũng s gi i thi u các mô hình kênh t ng quát. ITU. ITU ch ñ nh hai biên d ng ña ñư ng là A và B ñ i v i t c ñ 1.2 MÔ HÌNH KÊNH VÔ TUY N [4] c a phương ti n giao thông và ngư i ñi b . Mô hình t ng th ñ mô t các kênh trong th i gian r i r c ñư c 1.1.3 KÊNH TRUY N FADING [4],[2] bi u di n như sau: 1.3.1 Fading ph ng (1.1) 1.3.2 Fading ch n l c t n s ñây, các kênh r i r c-th i gian là có th i gian khác nhau, do ñó, 1.3.3 Block Fading nó thay ñ i liên quan t i t và có giá tr ñáng k trong m t d i c a 1.3.4 Tr i tr và băng thông tương quan
5 6 1.3.5 Tr i Doppler và th i gian tương quan 2.2 KÝ HI U OFDM [6] 1.4 MÔ HÌNH KÊNH FADING [4],[2] 2.2.1 Mi n th i gian 1.4.1 Rayleigh Fading 2.2.2 Mi n t n s 1.4.2 Riean Fading 2.2.3 Thông s ký hi u OFDM và tín hi u phát 1.5 K T LU N CHƯƠNG + Đ i v i các thông s ban ñ u ñ c trưng cho ký hi u OFDM: Trong chương này gi i thích nh ng thách th c l n ñư c trình bày - BW: ñây là băng thông kênh danh ñ nh b i kênh không dây băng r ng thay ñ i theo th i gian. Xác ñ nh s - Ndata: s lư ng sóng mang con d li u lư ng các hi u ng cơ b n trong các kênh không dây băng r ng: tr i - Npilot: s lư ng sóng mang con pilot tr , băng thông k t h p, th i gian k t h p.Trình bày các mô hình - Nused: S lư ng sóng mang con ñư c s d ng, Nuse= Ndata+ Npilot th ng kê th c t pha ñing rayleigh và pha ñinh ricean. S phân b - n h s l y m u. Đây là tham s , cùng v i BW và Nused xác ñ nh Rayleigh d dàng cho vi c phân tích hơn so v i phân ph i Ricean, kho ng cách gi a các sóng mang con, và th i gian ký hi u h u ích. vi c phân ph i Ricean thư ng là m t mô t chính xác hơn các h 2.3 SƠ Đ PHÁT C A WIMAX th ng băng r ng không dây, mà thư ng có m t ho c nhi u thành ph n LOS. Đi u này ñ c bi t ñúng v i các h th ng không dây c ñ nh, không tr i nghi m fading nhanh và thư ng ñư c tri n khai ñ t i ña hóa lan truy n CHƯƠNG 2: L P V T LÝ C A WIMAX 2.1 GI I THI U CHƯƠNG L p v t lý (PHY) c a WiMAX d a trên chu n IEEE 802.16-2004 và IEEE 802.16e-2005 và d a trên nguyên lý ghép kênh phân chia t n s tr c giao (OFDM). OFDM là sơ ñ phát c a s l a ch n cho Hình 2.3: Sơ ñ phát c a Wimax phép t c ñ d li u cao, video, thông tin ña phương ti n và ñư c s 2.3.1 Mã hóa kênh [6] d ng b i các h th ng băng r ng. L p OFDM PHY c a WiMAX c 2.3.1.1 S ng u nhiên hóa ñ nh ( chu n IEEE 802.16-2004 ) có 256 ñi m -FFT và t n s gi a 2.3.1.2 FEC 2GHz và 11GHz. M t FEC, bao g m ghép c a m t mã bên ngoài Reed-Solomon và Chương này gi i thi u ký hi u OFDM trong mi n th i gian và t n m t mã ch p bên trong t c ñ - tương thích, s ñư c h tr trên c s , sơ ñ thu, sơ ñ phát c a Wimax, và mã hóa và ñi u ch thích hai ñư ng lên và ñư ng xu ng. H tr c a BTC và CTC là tùy ch n. nghi. Các Reed-Solomon-ch p t c ñ mã hóa ½ luôn luôn ñư c s d ng
7 8 như các ch ñ mã hóa khi yêu c u truy c p m ng và trong các c m 2.4.1.1 FFT FCH. 2.4.1.2 Lo i b băng b o v 2.3.1.3 B xen 2 4.1.3 Gi i ghép 2.3.3 Đi u ch [6] 2.4.2 B gi i ánh x 2.3.3.1 Đi u ch d li u 2.4.3 Kh i gi i mã 2.3.3.2 Đi u ch pilot 2.4.3.1 Gi i xen 2.3.4 C u trúc mào ñ u [6] 2.4.3.2 Chèn zero 2.3.5 Kh i IFFT, B ghép, Băng b o v , Ti n t l p [3] 2.4.3.3 Gi i mã Viterbi [1] 2.3.5.1 Ghép 2.4.3.4 Gi i mã Reed-Solomon 2.3.5.2 Băng b o v 2.5 Mã hóa và ñi u ch thích nghi (AMC) [3] 2.3.5.3 Th c hi n IFFT 2.6 K T LU N CHƯƠNG 2.3.5.4 Ti n t l p Chương này trình bày v sơ ñ thu, phát c a Wimax. Vi c ñi u 2.4 SƠ Đ THU C A WIMAX ch ña sóng mang tr c giao OFDM làm tăng hi u qu s d ng ph Như minh h a trong hình 2.13[4], thi t b thu v cơ b n th c hi n nh tín tr c giao này và có th lo i b hoàn toàn nhi u phân t p ña các ho t ñ ng ngư c l i như là thi t b phát cũng như ư c lư ng ñư ng n u ñ dài chu i b o v l n hơn tr truy n l n nh t c a kênh. kênh c n thi t ñ ñưa ra h s kênh không ñư c bi t. Ph n này gi i Và mã hóa ñi u ch thích nghi cho phép d li u thu có BER dư i thích các bư c khác nhau th c hi n b i thi t b nh n ñ khôi ph c l i BER cho phép nh vào ngư ng SNR, khi SNR tăng thì ch n sơ ñ các bit truy n. ñi u ch t c ñ d li u cao, khi SNR th p thì ngư c l i. Đ th c hi n ñư c ñi u này thì b phát yêu c u ph n h i vi c ch n sơ ñ ñi u ch và mã hóa t b thu. Qua ñó có th th y ñư c các ưu ñi m có th tăng thông lư ng trong kênh ña ñư ng c a phát c a Wimax mà v n ñ m b o BER cho phép b thu. CHƯƠNG 3: K THU T MIMO VÀ PHƯƠNG PHÁP Ư C LƯ NG KÊNH 3.1 GI I THI U CHƯƠNG Hình 2.13: Sơ ñ thu c a Wimax Áp d ng ña anten c hai ñ u c a m t h th ng truy n thông có 2.4.1 Thu t toán FFT, lo i b băng b o v , b gi i ghép [3] th không ch c i thi n ñáng k dung lư ng và thông lư ng c a m t
9 10 liên k t không dây trong phadinh ph ng mà còn kênh phadinh l a ch n t n s , ñ c bi t khi môi trư ng giàu tán x . H th ng ña ñ u vào ña ñ u ra, còn ñư c g i là MIMO. T l d li u cao ñ t ñư c khi th c hi n các c u trúc này mà không làm tăng Hình 3.2: Phân t p thu. (a) K t h p l a ch n, (b) K t h p t s t i ña băng thông cũng không làm tăng t ng công su t phát. Ngoài ra, vi c 3.4 PHÂN T P PHÁT [4] s d ng ña anten c hai máy phát và thu cung c p m t l i th phân Phân t p không gian phát là m t hi n tư ng m i so v i phân t p thu t p, làm dung lư ng tăng ñáng k , c i thi n SNR và do ñó BER và ñã tr thành th c hi n r ng rãi ch trong nh ng năm 2000. B i vì các thi t b thu c i thi n, làm tăng vùng ph sóng và gi m công su t phát tín hi u ñư c g i t ăng-ten phát khác nhau nh hư ng v i nhau, x lý (không ñ c p chi ti t trong lu n văn này). ñư c yêu c y c hai máy phát và thu ñ ñ t ñư c phân t p trong khi Trong chương này trình bày lý thuy t v phân t p thu, phân t p lo i b ho c ít nh t là suy gi m s do giao thoa không gian. phát, áp d ng MIMO vào Wimax,và các phương pháp ư c lư ng kênh. 3.2 ƯU ĐI M PHÂN T P KHÔNG GIAN [4] 3.2.1 Đ l i m ng 3.2.2 Đ l i phân t p và gi m t l l i. Hình 3.4: Phân t p phát vòng m 3.2.3 T c ñ d li u tăng 3.4.1 Phân t p phát c a vòng h 3.3 PHÂN T P THU Sơ ñ phân t p phát vòng h (open-loop) ph bi n nh t là mã hóa Các hình th c ph bi n nh t c a phân t p không gian là phân t p không gian / th i gian, nh ñó m t mã ñư c bi t t i thi t b thu ñư c thu, thư ng ch có hai ăng-ten. Đây là lo i phân t p g n như ph bi n áp d ng máy phát. M c dù thi t b thu ph i bi t kênh ñ gi i mã mã trên các tr m g c di ñ ng và các ñi m truy c p LAN không dây. Các không gian/th i gian. v trí phân t p thu không có yêu c u c th theo bên phát, nhưng yêu 3.4.2 Phân t p phát Nt × Nr 3.4.2.1 STBC 2 × 2 c u thi t b thu x lý Nr lu ng thu và k t h p chúng trong m t s 3.4.2.2 Phân t p phát so v i phân t p thu ki u (hình 3.2). Có hai trong s các thu t toán k t h p ñư c s d ng Phân t p thu: Đ i v i MRC v i Nr ăng-ten và ch có m t ăng-ten r ng rãi: l a ch n k t h p (SC) (không ñ c p chi ti t) và k t h p t phát, các SNR nh n ñư c liên t c tăng khi các ăng-ten ñư c thêm s t i ña (MRC). vào, và s tăng là tuy n tính Phân t p phát: Do m t mát công su t phát v n có c a các k thu t phân t p, các SNR thu không ph i luôn luôn tăng khi ăng-ten phát
11 12 ñư c thêm vào. Thay vào ñó, n u có m t ăng ten duy nh t thu, SNR ng là: k t h p thu trong m t sơ ñ STBC tr c giao 3.5 MIMO TRONG WIMAX 3.5.1 Mã hóa STC [6] - Trư ng h p 2x2, giãi mã STC theo công th c 3.34 Sơ ñ Alamouti cơ b n phát hai ký hi u ph c, s0 và s1, s d ng kênh ña ñ u vào- ñơn ñ u ra (hai Tx và m t Rx) hai l n v i các giá tr kênh giá tr h1 và h2. Trong quá trình s d ng kênh th nh t ăng-ten Tx1 phát 3.6 PHƯƠNG PHÁP Ư C LƯ NG KÊNH [5] s0, và ăng ten Tx2, s1. Kênh th hai, các ký hi u và tương ng 3.6.1 Ư c lư ng kênh trong mi n t n s ñư c phát ñi t Tx1 và Tx2. B thu nh n r0 (kênh th 1) và r1 (kênh th 3.6.2 Mô hình h th ng ư c lư ng hai) và tính toán ư c lư ng y1, y2 như trong phương trình (3.23). 3.6.3 Ư c lư ng kênh 3.6.3.1 Ư c lư ng LS T ng quát b ư c lư ng kênh bình phương nh nh t cho các mô hình h th ng cho b i phương trình (3.44) có th d dàng th hi n Mào ñ u ñư c cho b i Hai chu i training dài ñư c c n thi t khi s d ng truy n MIMO, (3.49) preambles cho các vi c truy n DL g m ba ký t OFDM liên ti p. Do c u trúc ñư ng chéo là T c a b ư c lư ng ñư c ñơn gi n hóa Antenna1= PSHORT + PEVEN +FCH thành Antenna2= PSHORT + PODD +FCH (3.50) Vì th b ư c lư ng LS có tính ph c t p r t th p (ch có m t phép nhân ph c trên m i h s kênh), nhưng có hi u su t th p. 3.6.3.2 Ư c lư ng LMMSE Áp d ng cho Wimax năm 2004, N ký hi u hu n luy n, các b ư c lư ng LMMSE có ngu n g c b ng cách gi m thi u các l i ư c lư ng b c hai: (3.62) Hình 3.8: STC trong OFDM 3.5.2 Gi i mã STC S d ng ràng bu c tuy n tính cho b ư c lư ng có ñư c nh ng - Trư ng h p 2x1, gi i mã STC theo công th c 3.24 và 3.25 tương gi i pháp t ng quát:
13 14 (3.63) không dây hi n ñ i như h th ng WiMAX IEEE 802.16-2004 ñư c V i ma tr n tương quan chéo Rhy và ma tr n t tương quan Ryy. Gi xem xét trên, thư ng d a vào ký hi u training mà là cơ s cho b s r ng các nhi u c ng là không tương quan v i phương sai , ma ư c lư ng kênh: ư c lư ng bình phương nh (LS) và ư c lư ng l i tr n tương quan ñư c tính bình phương nh nh t tuy n tính (LMMSE). Ư c lư ng kênh chính (3.64) xác là vô cùng quan tr ng ñ i v i cân b ng b thu và do ñó nh (3.65) hư ng tr c ti p ñ n thông lư ng d li u ñ t ñư c. (3.66) Mã hóa th i gian- không gian (STC) cũng như k thu t k t h p t Phương trình (3.66) có th ñư c ñơn gi n b ng cách s d ng (AB) - s c c ñ i (MRC) ñư c trình bày trên là các gi i pháp tăng ñáng k 1 -1 -1 =B A hai l n, do ñó b ư c lư ng LMMSE theo mô hình h dung lư ng, c i thi n SNR và do ñó BER thi t b thu ñư c th c th ng ñư c cho b i: hi n ñ th c hi n vi c truy n nh n MIMO trong Wimax. Đ i v i m t h th ng di ñ ng gi i h n giao thoa, ch ng h n như WiMAX, MRC (3.67) s ñư c r t ưa thích hơn EGC ho c SC. Ư c lư ng LMMSE do ñó thu ñư c b ng cách x lý h u nghi m CHƯƠNG 4: MÔ PH NG VÀ ĐÁNH GIÁ (l c) ư c lư ng kênh LS v i ma tr n F. Khi ñó th c hi n tr c ti p là 4.1 GI I THI U CHƯƠNG phương trình (3.67) ñòi h i phép ñ o c a m t ma tr n l n, có tính Chương này s trình bày sơ ñ thu t toán, giao di n, các k t qu ph c t p tính toán r t cao. M t v n ñ khác c a b ư c lư ng mô ph ng như: BER, thông lư ng (Mbps) thông qua vi c thay ñ i LMMSE là tính toán c a các ma tr n tương quan hoàn toàn Rhh. các thông s khác nhau. Chương trình mô ph ng ñư c th c hi n Thông thư ng, ma tr n này ñư c tính b ng cách l y trung bình trên b ng ph n m m Matlab R2009a. Nc, kênh ñư c ư c lư ng trư c : 4.2 GIAO DI N VÀ SƠ Đ THU T TOÁN (3.68) 4.2.1 Giao di n Đ i v i ch c năng hi u ch nh c a b ư c lư ng kênh LMMSE, 4.2.1.1 Giao di n mô ph ng MIMO và ư c lư ng kênh ph i có h ng cao nh t, yêu c u r ng s lư ng th c hi n kênh giao di n này chúng ta s gi s có các thông s sau cho toàn b quan sát trư c ph i l n hơn ñ dài c a vector kênh h (Nc ≥ N). mô ph ng trên: 3.6.4 Thi t l p thông s ño - Mô ph ng Downlink 3.7 K T LU N CHƯƠNG - T n s sóng mang 2Ghz, băng thông kênh 20Mhz. Chương này trình bày nh ng n n t ng lý thuy t cho kênh MIMO - Ti n t vòng (CP) G= 1/32 và các phương pháp ư c lư ng kênh. Các h th ng truy n thông - Th i gian 1 khung Tframe=2.5ms
15 16 Sau ñó ngư i s d ng s ch n các thông s mô ph ng như sau: - Sơ ñ ñi u ch và mã hóa: BPSK R1/2, QPSK R1/2, QPSK R3/4, 16-QAM R1/2, 16-QAM R3/4, 64-QAM R2/3, 64-QAM R3/4 - Lo i kênh: Blockfading - Tình hu ng kênh: AWGN (ch dùng cho awnten 1x1), Rayleigh - MIMO: ch n s anten phát và thu - Ch n ki u ư c lư ng: perfect, LS, LMMSE Hình 4.9: BER và thông lư ng c a trư ng h p SISO 1x1 N u ngư i dùng ch n nút mô ph ng là - “BER” thì k t qu là ñ thì BER theo SNR. - “Throughput” thì k t qu thông lư ng theo SNR. Đ i v i vi c ñánh giá thông lư ng, chúng ta ch ñ m s bit trong các khung không l i. - “MP Simulink” thì giao di n mô ph ng b ng simulink c a mô ph ng MIMO và k thu t AMC - “THOÁT” s thoát kh i giao di n này. Hình 4.10: BER và thông lư ng c a trư ng h p SIMO 1x2 4.2.1.2 Giao di n mô ph ng MIMO và k thu t AMC 4.2.2 Sơ ñ thu t toán 4.2.2.1 Sơ ñ thu t toán mô ph ng MIMO và ư c lư ng kênh 4.2.2.2 Sơ ñ mô ph ng MIMO và k thu t AMC 4.3 K T QU MÔ PH NG VÀ ĐÁNH GIÁ 4.3.1 MIMO và sơ ñ ñi u ch mã hóa Các thông s thi t l p : kênh truy n: Blockfading, tình hu ng: Hình 4.11: BER và thông lư ng c a trư ng h p MISO 2x1 rayleigh, gi i ñi u ch : c ng, ư c lư ng kênh perfect.
17 18 4.3.3 MIMO và AMC So sánh các k t qu BER ñư c mô ph ng qua các ngư ng SNR khác nhau và SNR thu a. Thi t l p các thông s mô ph ng: - Băng thông: 3,5 MHz, CP: G=1/8, ngư ng SNR1=[ 4 10 12 19 22 28]. Hình 4.12: BER và thông lư ng c a trư ng h p MIMO 2x2 - Kênh: K=0,5 , d ch doppler max=0.5Hz, tr =[ 0 0.4 0.9](µs). Đ Nh n xét: Trư ng h p SISO (không phân t p) có BER cao hơn và l i= [0 -5 -10] (dB). thông lư ng th p hơn so v i các trư ng h p phân t p.Trư ng h p • MISO: 2x1 1x2 và 2x1 c i thi n v BER và thông lư ng ñáng k .Hai trư ng h p này tuy cùng c p phân t p nhưng trư ng h p 1x2 có BER th p và BER thông lư ng cao hơn trư ng h p 2x1. Trư ng 2x2 là t i ưu nh t, nó thi n t t v BER, cho thông lư ng cao. 4.3.2 So sánh ư c lư ng kênh Bit l i Các thông s thi t l p : ñi u ch và mã hóa: QPSK R3/4, kênh truy n: Blockfading, tình hu ng: AWGN, gi i ñi u ch : c ng, trư ng h p SISO: 1x1 T ng s bit time SNR ư c lư ng Hình 4.14: BER, s bit l i, SNR c a kênh trong trư ng h p MISO Hình 4.13: BER và thông lư ng c a trư ng h p LS và LMMSE v i SNR = 2dB, ngư ng SNR1 Nh n xét: v i phương pháp ư c lư ng LMMSE thì BER và thông Nh n xét: V i SNR = 2dB, thì SNR c a kênh sau khi ư c lư ng lư ng ñư c c i thi n hơn ư c phương pháp LS. s nh hơn 2dB nên ch ch n AMC 0, lúc này s bit trên m t sóng
19 20 mang con s nh nh t và BER≤0.1 • SISO: 1x1 BER BER Bit l i Bit l i T ng s bit T ng s bit time SNR ư c lư ng time SNR ư c lư ng Hình 4.15: BER, s bit l i, SNR c a kênh trong trư ng h p MISO v i SNR=9dB, ngư ng SNR1 Hình 4.16: BER, s bit l i, SNR c a kênh trong trư ng h p SISO Nh n xét: SNR = 9dB thì AMC 1 s ñư c ch n, do 6
21 22 Đ l i= [0 -5 -10] (dB). • MISO: 2x1 BER BER Bit l i Bit l i T ng s bit time T ng s bit SNR ư c lư ng time SNR ư c lư ng Hình 4.17: BER, s bit l i, SNR c a kênh trong trư ng h p SISO v i SNR= 9dB, ngư ng SNR1 Nh n xét: trong trư ng h p SISO này AMC 0 ñư c ch n, BER< 2.10-3 nh hơn nhi u so v i trư ng h p SNR = 2dB. Nhưng v n cho Hình 4.18: BER, s bit l i, SNR c a kênh trong trư ng h p MISO BER cao hơn trư ng h p MISO v i SNR = 2dB, ngư ng SNR2 V y khi SNR cao có phân t p MISO 2x1 thì BER ñư c c i thi n Nh n xét: AMC ñư c ch n trong trư ng h p này là AMC 0, nhi u hơn so v i trư ng h p không phân t p SISO 1x1. Trong trư ng BER< 0.15, s bit trên m i sóng mang s th p h p MISO n u SNR l n thì BER gi m và ID c a AMC ñư c ch n cao hơn nghĩa là s bit trên m t sóng mang con nhi u hơn. b. Thi t l p các thông s mô ph ng: - Băng thông: 3,5 MHz, CP: G=1/8, ngư ng SNR2= [4 6 10 12 19 22]. - Kênh: K=0,5 , d ch doppler max=0.5Hz, tr =[ 0 0.4 0.9](µs).
23 24 4.4 K T LU N CHƯƠNG Các k t qu mô ph ng ñã ñư c trình bày trong chương này, cho BER chúng ta s l a ch n t i ưu, thông qua sơ ñ BER, thông lư ng (Mbps) theo SNR. T ñó vi c k t h p các thông s t i ưu s giúp cho h th ng c i thi n hơn n a v BER và thông lư ng cho tín hi u thu. Bit l i K T LU N VÀ KI N NGH Wimax là m t công ngh hi n ñ i có th ñáp ng t t yêu c u v T ng s bit thông tin hi n nay. Nó s d ng các b ư c lư ng: LS, LMMSE, và các sơ ñ ñi u ch và mã hóa có kênh truy n feedback ñ thích nghi time v i t ng lo i AMC, bên c nh ñó còn s d ng phân t p phát và thu SNR ư c lư ng v i mã hóa STC: Alamouti c i thi n ñáng k v BER và thông lư ng mà Lu n văn này ñã th c hi n. Qua các k t qu mô ph ng ta có th ñư c hi u qu ph cũng như băng thông ñư c s d ng r t hi u qu . Hình 4.19: BER, s bit l i, SNR c a kênh trong trư ng h p MISO Bên c nh nh ng k t qu ñã ñư c c i thi n mà Lu n văn này ñ t v i SNR =9dB, ngư ng SNR2 ñư c, nhưng mu n có hi u su t t t ta ph i nghiên c u sâu hơn v các Nh n xét: Tuy BER