Ước lượng kênh trong hệ thống Mimo

- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGÔ QUANG PHÁT TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN ƯỚC LƯỢNG KÊNH TRONG HỆ THỐNG MIMO LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Viễn thông HÀ NỘI - 2011 NGÔ QUANG PHÁT Kỹ thuật Điện tử Viễn thông I LỜI CẢM ƠN LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Điện tử Viễn thông, Đại học Bách khoa Hà Nội và các thầy cô Khoa Vô tuyến Điện tử, Học viện Kỹ thuật Quân sự đã giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
- 21.1  Những hạn chế của kênh truyền vô tuyến.
- 21.2  Ảnh hưởng của kênh truyền fading.
- 41.2.2 Kênh truyền fading chọn lọc tần số và kênh truyền fading phẳng.
- 62.2.3 Kênh truyền biến đổi nhanh và kênh truyền biến đổi chậm.
- 101.2.4 Kênh truyền Rayleigh và kênh truyền Rice.
- 121.3.1 Phân tập.
- 131.4 Ước lượng tín hiệu kênh.
- 15Chương 2.
- Các phương pháp phân tập.
- 162.1.1 Phân tập thời gian.
- 162.1.2 Phân tập tần số.
- 172.1.3 Phân tập phân cực.
- 182.1.4 Phân tập không gian.
- 182.2 Kỹ thuật kết hợp phân tập không gian thu.
- 192.2.1 Mô hình tín hiệu.
- 192.2.2 Kết hợp chọn lọc (Selection Combinning.
- 192.2.3 Kết hợp tỷ lệ tối đa (Maximal Ratio Combinning.
- Kết hợp phân tập thu và tách sóng MLD.
- 27Chương 3: HỆ THỐNG MIMO.
- 283.1.Giới thiệu tổng quan về hệ thống MIMO.
- 283.1.2.Khái niệm và mô hình hệ thống MIMO.
- 283.2.Ưu điểm về dung lượng kênh.
- 303.2.1.Công suất của hệ thống SISO.
- 303.2.2.Công suất của hệ thống MISO.
- 313.2.3.Công suất của hệ thống MIMO.
- 313.3.Các độ lợi trong hệ thống MIMO.
- 313.3.2.Độ lợi ghép kênh không gian (spatial mutiplexing.
- 32 IV 3.3.3.Độ lợi phân tập (Spatial diversity.
- 333.4.1.Giới thiệu Phương pháp mã không gian thời gian.
- 333.4.2.Mô hình hệ thống.
- 343.4.3.Mã hóa không gian thời gian khối (STBC.
- 353.4.4.Mã hóa không gian-thời gian lưới STTC.
- 383.4.5.Mã hóa không gian thời gian lớp BLAST.
- 413.5.Kết luận.
- 41CHƯƠNG 4 ƯỚC LƯỢNG KÊNH CHO HỆ THỐNG MIMO.
- 424.1  Ước lượng kênh đơn giản.
- 424.2  Ước lượng kênh có lặp.
- 444.2.1.Mô hình tín hiệu.
- 444.2.2.Ước lượng kênh cho mã Alamouti.
- 454.2.3.Kết hợp ước lượng lặp và tách dữ liệu.
- 494.3.2.2 Ước lượng lặp.
- 504.4.Kết luận.
- 52KẾT LUẬN.
- DSP Digital Signal Processing Xử lý tín hiệu số.
- E F FDD Frequency Division Duplexing VI Ghép kênh song công phân chia theo tần số.
- FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số.
- FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo tần số FIR Finite Impulse Response Đáp ứng xung hữu hạn.
- O OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao.
- OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access Đa truy cập phân chia theo tần số trực giao.
- R S SER Symbol Error Rate Tỷ lệ lỗi Symbol (kí hiệu) SNR Signal to Noise Rate Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu.
- T TDD Time Division Duplexing Ghép song công phân chia thời gian.
- TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gian U IX UL Uplink Tuyến lên.
- UMTS Universal Mobile Telecommunnication System Hệ thống thông tin di động đa năng.
- Các hiện tượng xảy ra trong quá trình truyền sóng Hinh 1.3.Kênh truyền chọn lọc tần số Hình 1.4.
- Đáp ứng tần số của kênh truyền Hình 1.5.
- Hàm tự tương quan trong miền tần số Hình 1.6.
- Hàm tự tương quan trong miền thời gian Hình 1.7.
- Sơ đồ khối mã hóa kênh và điều chế kết hợp Hình 2.1.
- Phương pháp kết hợp chọn lọc .
- Phân phối xác suất (CDF) của SNR cho phương pháp kết hợp phân tập lựa chọn Hình 2.3.
- Độ lợi phân tập của các phương pháp kết hợp phân tập Hình 2.4.
- Phương pháp kết hợp tỷ lệ tối đa Hình 2.5 Phân phối xác suất (CDF) của SNR cho phương pháp kết hợp tỷ lệ tối đa Hình 2.6.
- Sơ đồ máy thu với 2 nhánh phân tập MRC và một bộ tách tín hiệu tối ưu Hình 3.1.
- Hệ thống MIMO Hình 3.2.
- Kỹ thuật Beamforming Hình3.3.Ghép kênh không gian giúp tăng tốc độ truyền Hình 3.4.
- Phân tập không gian giúp cải thiện SNR Hình 3.5.Sơ đồ hệ thống MIMO và mã không gian thời gian Hình.3.6.Sơ đồ Alamouti 2anten phát và 1 anten thu Hình 3.7.Các Symbol phát và thu trong sơ đồ Alamouti Hình 3.8.
- Bộ mã lưới k=1, K=3 và n Hình 3.10.
- Vòng lặp bên nhận cho ước lượng kênh và tách dữ liệu Hình 4.6.
- Giao diện chương trình mô phỏng ước lượng kênh Hình 4.7.
- Lỗi BER ước lượng đơn giản Hình 4.8.
- BER của hệ thống Alamouti 2x1 đạt được với độ dài ký tự pilot khác nhau Hình 4.9.
- Lỗi BER ước lượng lặp Hình 4.10.
- Lỗi BER ước lượng lặp XII 1 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, nhu cầu truyền thông không dây càng ngày càng tăng.
- Các hệ thống thông tin di động tương lại đòi hỏi phải có dung lượng cao hơn, tin cậy hơn, sử dụng băng thông hiệu quả hơn, khả năng kháng nhiễu tốt hơn.
- Hệ thống thông tin truyền thống sử dụng đơn anten thu phát (SISO) không còn đáp ứng được các yêu cầu của hệ thống thông tin tương lai.
- Hệ thống đa anten thu phát (MIMO) sẽ giải quyết được nhưng nhược điểm của hệ thống đơn anten thu phát.
- Luận văn tìm hiểu về kỹ thuật ước lượng kênh truyền trong hệ thống MIMO.
- Trong đó, luận văn tập trung nghiên cứu về phân tập không gian và mã Alamouti để ước lượng cho mã Alamouti.
- Luận văn chia làm 4 chương : Chương 1 : Chương này lần lượt trình bày cơ sở về thông tin vô tuyến như: ảnh hưởng của kênh truyền fading, các biện pháp khắc phục ảnh hưởng của fading và ước lượng tín hiệu.
- Chương 2 : Chương này lần lượt trình bày về các phương pháp phân tập.
- Chương 4:Chương này sẽ trình bày về kĩ thuật ước lượng kênh truyền cho mã Alamouti cho 2 trường hợp ước lượng kênh không lặp và ước lượng kênh lặp, sau đó đưa ra kết quả so sánh.
- 2 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ VỀ THÔNG TIN VÔ TUYẾN 1.1 Những hạn chế của kênh truyền vô tuyến Việc truyền tín hiệu RF giữa hai anten sẽ chịu sự tổn thất năng lượng trong không gian.
- Sự tổn thất năng lượng giữa máy phát và máy thu là kết quả của ba hiện tượng khác nhau: 9 Sự suy giảm phụ thuộc vào khoảng cách gọi là tổn hao đường truyền hay tổn hao không gian tự do.
- Ví dụ: đồi, núi, toà nhà, hầm … Những chướng ngại vật này sẽ che phủ hay cắt hoàn toàn tín hiệu.
- Do vậy, cường độ của tín hiệu thu được biến thiên một cách tất yếu.
- Đây cũng là các loại khác của hiện tượng fading gây ra sự suy giảm của cường độ tín hiệu thu được.
- Rayleigh fading là kết quả của việc thu vài tín hiệu của máy thu.
- Các tín hiệu này được phản xạ từ nhiều vật và nhiều hướng khác nhau trong một khu vực.
- Do khoảng cách khác nhau nên các tín hiệu thu được khác nhau về pha nên chúng có thể làm tăng thêm hay làm triệt tiêu tín hiệu tổng hợp.
- Sự di chuyển của các thiết bị đầu cuối cũng gây ra sự biến thiên không thể dự đoán được của pha, tín hiệu theo 3 thời gian làm cho sự suy giảm biến thiên mạnh.
- Hiện tượng fading sâu thường xảy ra ở các vùng tần số cao và khi các thiết bị di chuyển nhanh.
- Để tránh hiện tượng fading sâu thì giá trị trung bình của các tín hiệu thu được phải cao hơn vài dB so với độ nhạy máy thu.
- Nhiễu xuyên symbol (ISI): vì dải thông của kênh nói chung bị hạn chế và khi một xung được truyền qua kênh đó thì nó sẽ gây ra sự méo dạng tín hiệu đang truyền trong miền tần số.
- Tương tự, đó là sự tán sắc của xung theo thời gian và xung của mỗi symbol sẽ tràn sang khoảng thời gian của mỗi symol kế tiếp.
- Rõ ràng rằng xung ở dải thông hạn chế được chọn để truyền dẫn nhằm tránh sự méo dạng miền tần số do kênh truyền có giải thông hạn chế.
- Tuy nhiên, sự cắt xén dải thông của tín hiệu được truyền lại làm giảm xung trong miền thời gian.
- CCI tồn tại trong bất kỳ một hệ thống đa truy nhập nào.
- Trong TDMA, SDMA, FDMA tần số được tái sử dụng nghĩa là có nhiều người sử dụng cùng chia sẻ một băng tần ở cùng một thời điểm và do vậy những người sử dụng cùng kênh sẽ tạo ra CCI lẫn nhau.
- Do vậy cần có sự cân bằng giữa hiệu suất phổ và hiệu quả hoạt động của hệ thống

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt