TÁCH SÓNG MIMO-V-BLAST ĐA NGƯỜI DÙNG

TÁCH SÓNG MIMO-V-BLAST ĐA NGƯỜI DÙNG

KHOA VIỄN THÔNG 1

ĐỀ TÀI:

HỘI THẢO ĐỀ TÀI KHCN

CẤP HỌC VIỆN

Mục đích

Mục tiêu:

Xây dựng chương trình mô phỏng kênh MIMO, chương trình mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO-V-BLAST, phục vụ công tác nghiên cứu khoa học và đào tạo của Học viện

Nội dung:

Tổng quan hệ thống MIMO: Mô hình hệ thống và phân loại

Mô hình kênh MIMO

Nghiên cứu MIMO-V-BLAST kết hợp với máy thu đa người dùng

Nghiên cứu các giải thuật tách tín hiệu trong hệ thống MIMO

Giải thuật: V-BLAST/ZFGiải thuật: V-BLAST/LLSEGiải thuật: V-BLAST/ZF/MAP

Giải thuật: V-BLAST/LLSE/MAP

Xây dựng chương trình mô phỏng kênh MIMO, và tách sóng MIMO-V-BLAST

gồm: V-BLAST/ZF; V-BLAST/LLSE; V-BLAST/ZF/MAP; V-LAST/LLSE/MAP

Kiến nghị ứng dụng chương trình mô phỏng vào nghiên cứu khoa học & đào tạo ở Học viện

Kết quả:

Tài liệu khoa học; Mô hình hệ thống-Giải thuật-Chương trình mô phỏng trên đĩa CD; Bài báo khoa học được đăng trên tạp chí hoặc hội nghị khoa học

Các hàm kênh MIMO

{ {

1

(2 ( )) ( , ))0

 Đáp ứng xung kim kênh SISO

1,1 2,1 ,1 1,2 2,2 ,2 ,

c n m n m

n n

Mô hình kênh MIMO SVD

x (k)

x (k) :

r r 1

y (k)

y (k) :

y (k) y

n n 1

y (k)

y (k) :

SVD (Singular Value Decomposition) của ma trận

kênh H

1/ 21

1/ 2

1/ 2N

L

Trong đó U và V là các ma trận nhất phân, “h” là chuyển vị Hermitian và

Mô hình kênh MIMO SVD

N N 1

x (k)

x (k):

N N 1

y (k)

y (k) :

y (k) y

N N 1

y (k)

y (k):

N = min(n r ,n t )

n U x

V UDV U

n U x

UDV U

n x

UDV U

n Hx

U y

H

H H

H

H H

H

H H

Mô hình kênh MIMO SVD

V C is called the transmit precoding matrix

V is (rotation) unitary matrices

n K I

I I 1,1 1,2 1,K 2,1 2,2 2,K

n n 1

(k)

w (k) :

Mô hình kênh MIMO SVD

 Mô hình tạp âm và nhiễu

 Mô hình máy thu

I (k) z (k) (k) I (k) z (k)

n n 1z(k) C is the y(k) C is additive noise at the baseband the receive antennas received signals w(k)

y (k)

y (k) :

Mô hình kênh MIMO SVD

H H H H H

Mô hình kênh MIMO SVD

 Mô hình máy thu

2

2 H

 Tr êng hîp 1 : C¶ nhiÔu vµ t¹p ©m lµ mét chuçi c¸c vector

I I

w(k) H x (k) z(k) = +

H full SVD of H

Hww

( ) = ( ) + ( ), = 1, , min( , )

2 (m,n)

2 2 2

 Tr ờng hợp 2: Rww không phải là bội của ma trận đơn vị

 Chiến l ợc phát cận tối u đơn giản

Giải thuật LMS: Thực hiện quá trình lặp

E y(k) Thì

E u (k) sẽ hội tụ đến nghiệm MMSE

à <

 

 

trong đó là kích th ớc b ớc à

Bám nghiệm MMSE

Khi chiến l ợc phát đơn giản kết hợp với định dạng máy thu MMSE cho ta hiệu năng gần với hiệu năng tối u nếu bám nghiệm MMSE Vì vậy, cần phải kiểm tra khả năng bám của các giải thuật thích ứng khi nghiệm thay đổi theo thời gian d ới dạng dung l ợng kênh

Tr ờng hợp 1:

 Các thực thể của H là các quá trinh phađinh

Rayleigh độc lập với độ lợi trung binh đơn vị và

 Tạp âm máy thu có ph ơng sai là

KÕt qu¶ m« pháng khi m=2 vµ n=2:

0 5 10 15

Optimal MMSE LMS

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0

5 10 15 20

Optimal MMSE LMS

KÕt qu¶ m« pháng khi m=2 vµ n=4:

Lý do: Tốc độ hội tụ của giải thuật LMS phụ thuộc trực tiếp vào số l ợng điều kiện của ma trận t ơng quan

Khi m=2 và n=4 thi thành phần

H H 4 4

Có sự lệch lớn giữa các giá trị riêng trong Ryy dẫn đến nhiều

điều kiện hơn và hiệu năng bám chậm hơn.

Tăng số anten thu thì nghiệm MMSE trở nên thay đổi theo thời gian hơn và nhậy cảm với các thay đổi trong kênh hơn.

 Trường hợp 2 : :

Optimal MMSE LMS

Kết luận