- Dung năng đa người dùng và kỹ thuật SIC. - Đại học Quốc gia Hà Nội Luận văn ThS. - Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông . - Tổng quan về mô hình kênh hệ thống MIMO, mô tả các mô hình kênh mà nó sẽ được sử dụng trong các mô phỏng, và một mô hình tín hiệu vào ra rời rạc cũng sẽ được giới thiệu. - Biểu diễn kênh dựa trên mô hình toán học, phân tích và tìm điều kiện để áp dụng kỹ thuật MIMO một cách hiệu quả. - Tập trung dung năng kênh MIMO đơn người dùng và đa người dùng trong lý thuyết Shannon. - Dung năng Shannon của một kênh bất biến theo thời gian được định nghĩa là thông tin tương hỗ lớn nhất giữa các kênh đầu vào và đầu ra. - Đối với đường lên chúng ta sẽ tín toán dung năng tổng đạt được khi sử dụng kỹ thuật thu MMSE kết hợp với SIC. - Cuối cùng là sự so sánh, đánh giá giữa dung năng kênh MIMO đa người dùng và đơn người dùng. - Phân tích mã hóa và giải mã trong hệ thống MU-MIMO qua đó mô tả thuật toán SMMSE-SIC áp dụng tại bộ thu đa người dùng cho đường uplink (tại trạm cơ sở), một phương pháp khử nhiễu liên tiếp kết hợp với kỹ thuật thu SMMSE trong hệ thống MU-MIMO. - Phân tích mã hóa và giải mã trong hệ thống MU-MIMO qua đó mô tả thuật toán SMMSE- SIC áp dụng tại bộ thu đa người dùng cho đường uplink (tại trạm cơ sở), một phương pháp khử nhiễu liên tiếp kết hợp với kỹ thuật thu SMMSE trong hệ thống MU-MIMO.. - Trình bày tóm tắt các kết quả đạt được và nêu ra hướng phát triển tiếp theo của đề tài, cũng như những nghiên cứu dự kiến sẽ thực hiện trong tương lai.. - Kỹ thuật điện tử. - Dung năng đa người dung. - Trong thời đại phát triển bùng nổ của các hệ thống thông tin vô tuyến, nhu cầu về chất lượng, dung lượng, các dịch vụ đa phương tiện và tính đa dạng trong các hệ thống thông tin không dây như thông tin di động, internet đang tăng lên một cách nhanh chóng trên phạm vi toàn thế giới. - Tuy nhiên, phổ tần số vô tuyến là hữu hạn, muốn tăng dung lượng bắt buộc phải tăng hiệu quả sử dụng phổ tần số. - nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ và kỹ thuật tiên tiến để đáp ứng nhu cầu này luôn là một đòi hỏi cấp thiết. - Một trong những kỹ thuật có thể giúp cải thiện đáng kể chỉ tiêu, dung lượng, tốc độ dữ liệu đỉnh và phạm vi liên lạc của hệ thống được tập trung nghiên cứu trên thế giới trong thời gian gần đây chính là kỹ thuật „đa đầu vào đa đầu ra‟ MIMO (Multiple Input Multiple Output) hay kỹ thuật sử dụng nhiều anten phát và nhiều anten thu. - Hệ thống MIMO có thể xem như một hệ thống ghép nhiều kênh con. - „một đầu vào một đầu ra‟ SISO (Single Input Single Output) hay hệ thống đơn anten.. - Dung lượng kênh của hệ thống MIMO là tổng hợp dung lượng của các kênh con thành phần. - Giải pháp sử dụng nhiều phần tử anten tại cả máy thu và máy phát cho phép khôi phục dữ liệu phát tốt hơn, cải thiện quá trình tách dữ liệu của người sử dụng. - Hai mô hình MIMO cơ bản đó là mã hóa không gian thời gian STC (Space Time Coding) và ghép kênh phân chia không gian SM (Spatial Multiplexing).. - Mã hóa không gian thời gian được dùng để làm tối đa phân tập không gian trong các kênh MIMO. - MIMO sử dụng nhiều anten phát và nhiều anten thu để mở thêm các kênh truyền trong miền không gian. - Nói một cách khác là nhờ sử dụng nhiều phần tử anten ở cả phía phát và phía thu, cùng với các kỹ thuật xử lý tín hiệu bên phát và bên thu, mà kỹ thuật này cho phép sử dụng hiệu quả phổ tần số cho hệ thống thông tin vô tuyến, cải thiện tốc độ dữ liệu, dung lượng kênh truyền cũng như độ tin cậy hơn so với các hệ thống truyền thông đơn anten bằng cách xử lý theo cả hai miền không gian và thời gian.. - Trong thời gian gần đây, các nghiên cứu trên thế giới ngày càng quan tâm nhiều đến các hệ thống thông tin vô tuyến MIMO. - Trong đó có nhiều hướng nghiên cứu giải quyết các vấn đề khác nhau như bài toán dung lượng kênh đa người dùng MIMO, các bài toán tách sóng, bài toán ước lượng kênh truyền, bài toán mã hóa không gian thời gian, xử lý tín hiệu không gian thời gian. - Một khó khăn gặp phải trong việc giải quyết bài toán tách sóng là chất lượng hệ thống này bị ảnh hưởng mạnh bởi can nhiểu đa truy cập MAI (Multiple Access Interference), hiệu ứng xa gần (near-far effect) và giao thoa liên ký tự ISI (InterSymbol Access Interference), đặc biệt là khi số lượng anten tăng lên. - Do những hạn chế trên, nhiều hướng nghiên cứu khác nhau đã được đề xuất để triệt can nhiễu MAI, trong đó đáng chú ý là phương pháp tách sóng đa truy cập MUD (MultiUser Detection). - Ở máy thu, thông tin của tất cả các user được sử dụng để thực hiện việc tách sóng cho từng user. - Do tính phức tạp quá cao của phương pháp tách sóng tối ưu nên các nghiên cứu về MUD đã tập trung vào các bộ. - tách sóng cận tối ưu. - Các bộ tách sóng này có hiệu năng gần bằng bộ tách sóng tối ưu nhưng đơn giản, thực tế hơn, chúng được chia làm hai loại tuyến tính và không tuyến tính. - Các bộ tách sóng tuyến tính áp dụng phép biến đổi tuyến tính đối với ngõ ra của bộ lọc phối hợp như bộ tách sóng giải tương quan, bộ tách sóng MMSE (Minimum Mean-Square Error). - Luận văn nghiên cứu về „Dung năng đa người dùng và kỹ thuật SIC‟ trong hệ thống MIMO, đi vào nghiên cứu kỹ thuật xử lý, tính toán để thực hiện lặp lại việc tái tạo và khử nhiễu nối tiếp từ tín hiệu thu được tại bộ thu của hệ đa người dùng nhằm đạt được dung năng tổng mong muốn. - Hoạt động của các hệ thống được xây dựng trên cơ sở toán học và kết quả mô phỏng so sánh giữa mô hình tách sóng SIC mới để đạt được dung năng so với các mô hình tách sóng khác thực hiện bằng MATLAB. - MIMO đa người dùng được áp dụng cho cả đường lên và đường xuống nhưng luận văn chỉ trình bày sâu về đường lên và bộ thu áp dụng kỹ thuật SIC tại trạm cơ sở.. - Mục tiêu nghiên cứu của Luận văn. - Cơ sở lý thuyết dung năng đa người dùng so với dung năng đơn người dùng.. - Kỹ thuật SIC để đạt dung năng so với kỹ thuật khác.. - Mô phỏng và đánh giá hệ thống.. - Đối tượng nghiên cứu:. - Hệ thống thông tin vô tuyến MIMO.. - Xử lý tín hiệu miền không gian, thời gian và tần số trong hệ thống thông tin vô tuyến tiên tiến.. - Kỹ thuật khử nhiễu nối tiếp SIC của bộ thu trong hệ thống MU-MIMO áp dụng cho đường uplink tại trạm cơ sở.. - Phương pháp nghiên cứu:. - Phương pháp nghiên cứu của luận văn bao gồm việc nghiên cứu lý thuyết, xây dựng mô hình, đề xuất, cải tiến các thuật toán kết hợp với mô phỏng trên máy tính.. - Cấu trúc của Luận văn:. - Luận văn gồm 4 chương với nội dung tóm tắt như sau:. - Chương 1: Mô hình kênh MIMO. - Chương này là cái nhìn tổng quan về mô hình kênh hệ thống MIMO, mô tả các mô hình kênh mà nó sẽ được sử dụng trong các mô phỏng, và một mô hình tín hiệu vào ra rời rạc cũng sẽ được giới thiệu. - Biểu diễn kênh dựa trên mô hình toán học, phân tích và tìm điều kiện để áp dụng kỹ thuật MIMO một cách hiệu quả.. - Chương 2: Vùng dung năng của kênh MU-MIMO. - Trong chương này, chúng ta tập trung dung năng kênh MIMO đơn người dùng và đa người dùng trong lý thuyết Shannon. - Cuối cùng là sự so sánh, đánh giá giữa dung năng kênh MIMO đa người dùng và đơn người dùng.. - Chương 3 : Kỹ thuật SIC với MU-MIMO uplink. - Chương này chúng ta sẽ tập trung phân tích mã hóa và giải mã trong hệ thống MU-MIMO qua đó mô tả thuật toán SMMSE-SIC áp dụng tại bộ thu đa người dùng cho đường uplink (tại trạm cơ sở), một phương pháp khử nhiễu liên tiếp kết hợp với kỹ thuật thu SMMSE trong hệ thống MU-MIMO.. - Chương 4: Mô phỏng đánh giá hệ thống. - Sử dụng Matlab để tiến hành mô phỏng các kỹ thuật ZF, MMSE, ZF-SIC, MMSE-SIC từ kết quả mô phỏng chúng ta sẽ phân tích, so sánh và đánh giá hiệu năng của kỹ thuật SIC so với kỹ thuật tách sóng đa người dùng khác.. - Phần kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo của luận văn: Trình bày tóm tắt các kết quả đạt được của luận văn và nêu ra hướng phát triển tiếp theo của đề tài, cũng như những nghiên cứu dự kiến sẽ thực hiện trong tương lai.. - Nghiên cứu kỹ thuật Mimo ứng dụng trong thông tin vô tuyến thế hệ thứ 4. - [2] Trịnh Anh Vũ, (2006), “Thông tin di động”, 32000. - Jindal, (2006), “MIMO Broadcast Channels with Finite Rate Feedback”, IEEE Trans. - Francis, (2006), “MIMO system technology for wireless communication”.