Mã khối không thời gian trực giao và điều chế lưới

- Mã khối không thời gian trực giao và điều chế lưới.
- Fading là hiện tượng tín hiệu tại điểm thu thay đổi ngẫu nhiên theo thời gian về cường độ, pha hoặc tần số do tác động của môi trường truyền dẫn.
- Trong đó  là giá trị hiệu dụng của điện thế tín hiệu nhận được trước bộ tách đường bao.
- 2 là công suất trung bình theo thời gian.
- Phân bố Rician thường được mô tả bởi thông số K được định nghĩa như là tỷ số giữa công suất tín hiệu xác định và công suất các thành phần đa đường.
- Xác suất lỗi trung bình đối với điều chế BPSK là.
- Kỹ thuật phân tập 1.2.1 Phân tập thời gian.
- Phân tập thời gian thực hiện bằng cách phát đi các bản tin giống nhau trong các khe thời gian khác nhau, nhằm phân tán bit thông tin trên những khoảng thời gian lớn hơn thời gian kết hợp của kênh.
- Phân tập không gian.
- Trong phân tập không gian sử dụng nhiều anten hoặc anten mảng sắp xếp có khoảng cách đối với việc phát và nhận , yêu cầu về sắp xếp là khác nhau đối với độ cao của anten, môi trường lan truyền và tần số.
- Phân tập không-thời gian.
- Mã không gian-thời gian được phân ra làm 2 loại : Mã khối không gian-thời gian STBC và mã lưới không gian-thời gian STTC.
- CHƢƠNG 2 : MÃ KHỐI KHÔNG THỜI GIAN TRỰC GIAo .
- Mã Alamouti tạo ra một mẫu cho hệ thống 2x2 nhằm đạt được độ lợi phân tập đầy đủ với thuật toán giải mã ML đơn giản.
- Đầu tiên điều chế m bit thông tin với m=log 2 M.
- Sau đó bộ mã hóa sẽ lấy 1 khối gồm có 2 bit thông tin ký hiệu x 1 , x 2 trong mỗi lần mã hóa để cho ra anten phát theo ma trận.
- Trong chu kỳ thứ 2 anten 1 phát –x 2.
- anten 2 phát x 1 * là liên hợp phức của x 1 2.1.1.
- Trƣờng hợp sử dụng 2 anten phát và 1 anten thu.
- Nếu ta giả sử có 1 antenna tại máy thu thì các tín hiệu nhận được được định nghĩa như sau : Bảng 2.1.
- Bảng mã hóa và chuỗi ký hiệu phát cho sơ đồ phân tập phát 2 anten, 1 anten thu.
- Định nghĩa các kênh giữa 2 anten phát và anten thu.
- Anten phát 1 h 1.
- Anten phát 2 h 2.
- Ký hiệu các tín hiệu thu tại anten thu.
- Mẫu phân tập phát 2 antenna của Alamouti.
- Xét trƣờng hợp sử dụng 2 anten phát và 2 anten thu..
- Ta có sơ độ phân tập.
- Sử dụng 2 anten phát và 2 anten thu..
- 2.2 Mã khối không thời gian trực giao 2.2.1.
- Mã khối không thời gian STBC.
- Mã không thời gian được định nghĩa bởi ma trận truyền dẫn X kích cỡ n T x p, trong đó n T là số anten phát, p la số chu kỳ để phát mã khối trên anten phát , giả sử số lượng ký hiệu lối vào của STBC trong 1 lần mã hóa là k.
- Cấu trúc bộ mã hóa không thời gian.
- Cấu trúc bộ mã hóa không thời gian Hiệu suất phổ của mã STBC là.
- Các thành phần của ma trận X được chọn sao cho chúng là sự kết hợp tuyến tính của k symbol x 1.
- Điều nà tạo ra sự phân tập M T mức.
- Các ma trận truyền mã này được chọn sao cho các hàng và cột của ma trận là trực giao nhau.
- Mã khối không thời gian trực giao OSTBC.
- Ma trận truyền dẫn X nT có hàng là trực giao với nhau.
- Có nghĩa là trong mỗi khối các chuỗi tín hiệu từ 2 anten phát bất kỳ là trực giao nhau.
- Ví dụ chúng ta giả sử tín hiệu phát từ anten thứ i là.
- Tính trực giao có thể đạt được phân tập phát đầy đủ với một số anten phát cho trước.
- Nó giúp cho việc thu tách các tín hiệu được đơn giản hơn và do vậy giải mã ML đơn giản chỉ dựa trên xử lý tuyến tính tính các tín hiệu thu.
- STBC cho các tƣơng quan tín hiệu thực Ta sẽ phân tích quá trình tạo ra các ma trận thực.
- Xét các ma trận vuông tức là tương ứng ứng với số lượng anten phát M T = 2,4,8.
- Các mã này là các mã toàn tốc do ma trận là ma trận vuông và phân tập phát đầy đủ M T mức.
- Khi đó ma trận truyền:.
- Với M T = 2 anten phát.
- Ta có thể thấy rằng ma trận này thỏa mã điều kiện trực giao theo phương trình.
- STBC cho các tƣơng quan tín hiệu phức.
- Các ma trận trực giao phức được định nghĩa là các ma trận M T xp với các thành phần phức s1, s2...sk và liên hợp phức của chúng thỏa mã phương trình trện.
- Các ma trận taoọ ra sự phân tập M T đầy đủ với tốc độ mã k/p.
- Ma trận.
- Ta phân tích các ma trận truyền phức có kích thước M T =3, M T =4 với tốc độ mã 1/2.
- Giải mã STBC.
- Khi cần tiến hành giải mã STBC thì cần phải tách được các ký hiệu phát ở nơi thu dựa vào tính trực giao của các tín hiệu phát..
- 2.3 Xác suất lỗi cặp của mã không thời gian.
- Khi đó ta có từ mã không thời gian M T xL.
- e  e e e e e e trong khi thực tế tín hiệu được phát đi là.
- Điều này xuất hiện nếu tổng các ký tự, anten và chu kỳ thời gian Do đó lỗi trong điều kiện biết (h i,j ) là.
- CHƢƠNG 3 : MÃ LƢỚI KHÔNG THỜI GIAN 3.1.
- Điều chế mã lƣới TCM.
- Thông thường mã hóa tách biệt với điều chế tại bộ phát, và cũng vậy đối với giải mã và giải điều chế ở bộ thu.
- Để có hiệu suất cao về phổ và công suất có thể gộp bộ mã hóa và điều chế vào một khối chức năng thực hiện cùng một lúc..
- Hình 3.1: Cấu trúc bộ điều chế lưới TCM.
- Không gian tín hiệu 4-PSK và 8-PSK-TCM 3.1.1.
- Phân chia không gian tín hiệu.
- Dựa vào sơ đồ không gian tín hiệu Ungerboeck xây dựng kỹ thuật phân chia tập hợp tín hiệu để tăng khoảng cách Euclide, trong không gian M tín hiệu lần lượt chia thành các cấp giảm dần : M/2,M/4.
- Độ lợi mã hóa.
- Độ lợi mã hóa của hệ thống điều chế mã lưới TCM được tính theo công thức.
- e là khoảng cách Euclide cực tiều, E ’ là năng lượng tín hiệu điều chế TCM, G D là độ lợi về khoảng cách tự do, G P là độ lợi về năng lượng tín hiệu điều chế..
- Giản đồ không gian tín hiệu.
- Giải mã TCM.
- Xét 1 chuỗi tín hiệu vào x= (x 0 , x 1.
- x m ) để hình thành một tín hiệu phát trên kênh truyền có nhiễu AWGN và băng thông hạn chế W thì tại đầu thu tín hiệu nhận được ký hiệu y(t) có công thức sau : y(t.
- Trong đó S 1 (t) là tín hiệu phát, có công thức.
- n(t) là nhiễu trắng có mật độ phổ công suất là N 0 /2, nhiệm vụ bộ giải điều chế là dựa vào biên độ thu y(t) để khôi phục lại chuỗi dữ liệu x gần giống nhất với chuỗi dữ liệu phát dựa theo giá trị cực tiểu khoảng các tín hiệu của phép sánh như công thức sau.
- trong đó y(t) là tín hiệu thu sau bộ khôi phục, x i là tín hiệu phát.
- MÔ PHỎNG MÃ KHỐI KHÔNG THỜI GIAN TRỰC GIAO VÀ ĐIỀU CHẾ LƢỚI 4.1 Kịch bản mô phỏng.
- Thực hiện kết nối giữa mã khối không thời giao trực giao và điều chế lưới để truyền thông tin trên hệ đa anten vào và ra, cụ thể trong trường hợp có 2 anten phát và 1 anten thu.
- Mã khối không thời gian trực giao OSTBC là một kỹ thuật sử dụng trong truyền thông không dây MIMO.
- Chúng sử dụng phân tập không gian thời gian và giải mã nhờ bộ kết hợp tỷ lệ tối đa ML.
- Bộ kết hợp OSTBC tại bộ thu cung cấp thông tin của ký tự phát, mà có thể dùng cho việc giải mã hoặc giải điều chế.
- Mã TCM là sơ đồ tích hợp mã và điều chế để cung cấp độ lợi mã lớn..
- Xây dựng sơ đồ khối kết nối giữa mã khối không thời giao trực giao và điều chế lưới.
- Thông tin dữ liệu từ nguồn dữ liệu ra sẽ được mã hóa bởi bộ mã hóa lưới TCM, sau đó chúng được ghép xen và đưa vào khối mã khối không thời gian.
- Tại các khe thời gian khác nhau, các symbol đầu ra được điều chế và phát tương ứng trên các anen phát khác nhau.
- Tại bộ thu, giải mã không thời gian và tách xen nhờ thuật toán Viterbi.
- Cuối cùng đưa vào giải mã TCM được tín hiệu đầu ra tương ứng..
- Khối phát tín hiệu ngẫu nhiên : Khối tạo tín hiệu ngẫu nhiên Bernoulli tạo ra nguồn dữ liệu khoảng 100 bit ngẫu nhiên..
- Khối điều chế lƣới TCM : Thực hiện điều chế những bản tin từ khối phát tín hiệu ngẫu nhiên Bernoulli trên chòm sao PSK cho đến khi có giá trị trung bình.
- Cấu trúc lưới sử dụng 2 ma trận đầu vào .
- Tín hiệu đầu ra của khối này là ma trận 50x2.
- Khối kết hợp OSTBC lấy tín hiệu từ anten thu với thông tin trạng thái kênh tại đầu ra ước lượng của ký tự phát, sau đó đưa tới bộ giải mã M-PSK TCM.
- Khi sử dụng điều chế TCM tỷ lệ lỗi lớn hơn so với việc sử dụng, khi kết hợp 2 mã này với nhau được cả độ lợi và độ phân tập nên đường cong giảm tỷ lệ bit.
- Trong luận văn này, đã đề cập đến mã khối không thời gian trực giao và điều chế lưới.
- Đặc biệt là quá trình kết hợp 2 mã để đạt được độ lợi phân tập cao..
- Trong quá trình nghiên cứu đã nêu được tính cấp thiết của kỹ thuật phân tập để giảm fading và tăng tốc độ truyền.
- Mai Hồng Anh, Phân tập phát sử dụng mã khối không thời gian cấu trúc trực giao, Tạp chí bưu chính viễn thông.
- Phan Hồng Phương, Lâm Chi Thương, Kỹ thuật phân tập anten trong cải thiện hệ thống dung lượng MIMO, Tạp chí bưu chính viễn thông