Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu mimo

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO Multiple Input Multiple Output Multiple Input Single Output Đa đầu vào – đa đầu ra Đa đầu vào – đơn đầu ra ML Maximum Lik

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

- -NGUYỄN VĂN THẮNG

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN

NHIỀU PHÁT NHIỀU THU MIMO

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGÀNH : ĐIỆN TỬ – VIỄN THÔNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS VŨ VĂN YÊM

HÀ NỘI - 2012

Em xin cam đoan luận văn thạc sĩ kỹ thuật “NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN NHIỀU PHÁT – NHIỀU THU MIMO” là công trình do em tìm hiểu, nghiên cứu, không hề có sự sao chép hoặc sử dụng các nội dung sẵn có trong các luận văn, đồ án khác Các số liệu trong luận văn là số liệu trung thực Nếu các thầy cô phát hiện có sự sao chép nội dung từ các luận văn khác, em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước các thầy cô giáo Khoa Điện tử Viễn Thông và Viện Đào tạo sau đại học – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Hà Nội,Ngày 22 tháng 3 năm 2012

Học viên

Nguyễn Văn Thắng

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

1

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN MIMO 12

1.1 Hệ thống thông tin vô tuyến MIMO 12

1.2 Các mô hình hệ thống thông tin vô tuyến không dây 12

1.2.1 Hệ thống SISO 13

1.2.2 Hệ thống SIMO 14

1.2.3 Hệ thống MISO 14

1.2.4 Hệ thống MIMO 14

1.3 Các vấn đề về kênh truyền 15

1.3.1 Kênh vô tuyến 18

1.4 Kiến trúc STC trong hệ thống MIMO 30

1.4.1 Lập mã không gian thời gian kiểu khối (Space – Time Block Codes) 31

1.4.2 Lập mã không gian thời gian kiểu mắt cáo (Space Time Trellis Codes) 32

1.4.3 Lập mã Không gian Thời gian phân tầng (Layered Space Time Code) – máy phát LST.33 1.5 Kết luận chương 36

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÁCH SÓNG VÀ CÂN BẰNG KÊNH TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN MIMO 38

2.1 Mô hình kênh MIMO 38

2.2 Dung lượng hệ thống MIMO 40

2.3 Kiến trúc V – BLAST 46

2.4 Máy thu V – BLAST 48

2.4.1 Máy thu V-Blast Zero-Forcing 49

2.4.2 Máy thu V-BLAST MMSE 56

2.5 Sự truyền dẫn lỗi 61

2.6 Cân bằng kênh MIMO 63

2.6.1 Giới thiệu 63

2.6.2 Cân bằng kênh MIMO 64

2.6.3 Mô phỏng Matlab bộ kênh bằng kênh MMSE và ZF với các phương pháp điều chế BPSK và QPSK 65 2.7 Kết luận chương 70

CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG KÊNH TRUYỀN TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN MIMO 71

3.1 Tổng quan phương pháp cân bằng kênh sử dụng chuỗi huấn luyện 72

3.1.1 Phương pháp ước lượng bình phương tối thiểu LS 72

3.1.2 Phương pháp ước lượng tối ưu hóa hậu nghiệm MAP 74

3.2 Bộ ước lượng kênh bình phương tối thiểu LS và mô phỏng Matlab 75

3.2.1 Bộ ước lượng kênh Least Squares 75

3.2.2 Mô phỏng bộ ước lượng kênh Least Squares 77

3.3 Kết luận chương 86

CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG KÊNH MÙ CHO KÊNH TRUYỀN MIMO 88

4.1 Tổng quan các phương pháp ước lượng kênh mù và nửa mù sử dụng phương thức không gian con (subspace approach) 88

4.1.1 Lý thuyết sử dụng trong thuật toán subspace 88

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

3

4.1.2 Mô hình dữ liệu 90

4.1.3 Phương pháp ước lượng kênh mù sử dụng thuật toán Subspace 93

4.1.4 Phương pháp ước lượng kênh nửa mù sử dụng thuật toán Subspace 95

4.2 Kết luận chương 97

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

BER Bit Error Rate Tỷ số lỗi bit

BPSK Binary Phase Shift Keying Điều biến pha nhị phân

CIR Channel Impulse Response Đáp ứng xung của kênh

CFR Channel Frequency Response Đáp ứng tần số của kênh

CSI Channel State Information Thông tin trạng thái kênh

FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh

HLST Horizontal Layered Space Time Không gian Thời gian theo tầng

ngang HLSTC Horizontal Layered Space Time

Code

Lập mã không gian thời gian theo tầng

IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh ngược

ISI Inter Symbol Interference Nhiễu xuyên ký tự

LMMSE Linear Minimum Mean Square

LSTC Layered Space Time Code Mã hóa không gian thời gian theo

tầng

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

Multiple Input Multiple Output

Multiple Input Single Output

Đa đầu vào – đa đầu ra

Đa đầu vào – đơn đầu ra

ML Maximum Likelihood Phương pháp chọn giá trị tối đa

MLSE Maximum Likelihood

Minimum Mean Square Error

Mean Square Error

Lỗi bình phương tối thiểu Lỗi bình phương trung bình OFDM Orthogonal Frequency Division

Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao

PSK Phase Shift Keying Khóa dịch pha

QAM Quadrature Amplitude

Modulation

Điều chế cầu phương

QPSK Quadrature Phase Shift Keying Điều biến pha vuông góc

SISO

SIMO

Single Input Single Output

Single Input Multiple Output

Đơn đầu vào – đơn đầu ra Đơn đầu vào – đa đầu ra SNR Signal-to-Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu

STC Space Time Code Mã hóa không gian thời gian

STBC Space Time Block Code Mã hóa không gian thời gian kiểu

khối STTC Space Time Trellis Code Mã hóa không gian thời gian thời gian

kiểu dàn STS Space Time Spreading Phân bố không gian thời gian

SVD Singular Value Decomposition Phân tích giá trị riêng

TLST Threaded Layered Space Time Không gian thời gian phân tầng kiểu

ren

TLSTC Threaded Layered Space Time

Code

Lập mã không gian thời gian phân tầng kiểu ren

VBLAST Vertical Bell Laboratories

Layered Space Time

Kiến trúc không gian thời gian phân tầng kiểu ngang của PTN Bell VLST Vertical Layered Space Time Không gian thời gian phân tầng ngangVLSTC Vertical Layered Space Time

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Hình 1.1: Phân loại hệ thống thông tin không dây 13

Hình 1.2: Mô hình kênh vô tuyến 15

Hình 1.3: Bốn mô hình kênh trong truyền thông 16

Hình 1.4: Mô hình hình học để tính toán trong mô hình hai tia 22

Hình 1.5: Truyền dẫn đa đường 23

Hình 1.6: Góc tới của tín hiệu 25

Hình 1.7: Hàm mật độ xác suất Rayleigh và Ricean 30

Hình 1.8: Kiến trúc của máy phát STBC 31

Hình 1.9: Bộ lập mã không gian thời gian kiểu mắt cáo Space Time Trellis Codes….32 Hình 1.10: Kiến trúc HLST (horizontal layered space time với mã hóa đơn 33

Hình 1.11: Kiến trúc HLST với mã hóa riêng cho mỗi tầng 34

Hình 1 12: Kiến trúc DLST (diagonal layered space time) 35

Hình 1.13: Kiến trúc TLST (Threaded layered space time) 36

Hình 2.1: Mô hình kênh MIMO 2 anten phát và 2 anten thu 38

Hình 2.2: N kênh truyền nhiễu Gauss trắng song song 40

Hình 2.3 Hệ kênh truyền nhiễu trắng song song tương đương 42

Hình 2.4: Sơ đồ hệ thống MIMO khi biết CSI tại nơi phát và thu 43

Hình 2.5 Định lý Waterfalling 44

Hình 2.6 Phân bố công suất khi SNR cao 44

Hình 2.7 Phân phối công suất khi SNR thấp 45

Hình 2.8: Hệ thống V-BLAST 47

Hình 2.9: Hệ thống sử dụng MIMO equalizer và MIMO estimator 49

Hình 2.11 Máy thu V-BLAST Zero-forcing theo thứ tự tối ưu 54

Hình 2.12: Máy thu V-BLAST MMSE 59

Hình 2.13: Ảnh hưởng của truyền dẫn lỗi 62

Hình 2.14: Sơ đồ khối sử dụng trong mô phỏng bộ cân bằng kênh ZF và MMSE cho hệ thống MIMO 65

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

sử dụng điều chế BPSK 67 Hình 2.17: Kết quả mô phỏng so sánh hai phương pháp cân bằng kênh MMSE và ZF với điều chế QPSK, mô hình kênh chọn lọc tần số 68 Hình 2.18: Ảnh hưởng của kênh chọn lọc tần số lên hiệu năng của hệ thống MIMO 2x2

sử dụng điều chế QPSK 68 Hình 2.19: Kết quả mô phỏng so sánh các hệ thống MIMO sử dụng cân bằng kênh MMSE và ZF với điều chế QPSK và BPSK 69 Hình 3.1: Kiến trúc máy phát trong mô phỏng 78 Hình 3.2: Kiến trúc máy thu trong mô phỏng 78 Hình 3.3: Hệ thống MIMO 2x2 sử dụng LS estimator, MMSE & ZF equalizer, BPSK modulator, mô hình kênh chọn lọc tần số 80 Hình 3.4: Ảnh hưởng của hiệu ứng chọn lọc tần số tới hệ thống MIMO 2x2 sử dụng LS estimator, MMSE & ZF equalizer, BPSK modulator 81 Hình 3.5: Hệ thống MIMO 2x2 sử dụng LS estimator, MMSE & ZF equalizer, QPSK modulator, mô hình kênh chọn lọc tần số 82 Hình 3.6: Thông số bình phương tối thiểu của phương pháp Least Square với hệ thống MIMO 2x2 điều chế QPSK 82 Hình 3.7: Ảnh hưởng của hiện tượng chọn lọc tần số lên hệ thống MIMO 2x2 sử dụng

LS estimator, MMSE & ZF equalizer, QPSK modulator 83 Hình 3.8: So sánh hoạt động của LS estimator với MMSE & ZF equalizer, QPSK & BPSK modulator trong hệ thống MIMO 84 Hình 3.9: Hệ thống thông tin vô tuyến MIMO 2x2 sử dụng cân bằng kênh MMSE, ước lượng kênh LS, điều chế BPSK với tỷ số Pilot trên Data khác nhau 86 Hình 4.1: Kênh MIMO 90 Hình 4.2: Kênh chọn lọc tần số độ dài L 92

đa dạng và phong phú Chính vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông với những phương tiện thông tin hiện đại ứng dụng công nghệ tiên tiến phải đáp ứng nhu cầu và đòi hỏi ngày càng cao cả về chất lượng, dung lượng và tính đa dạng của khách hàng trong khi tài nguyên băng thông giới hạn Một trong số những công nghệ hiện nay đang được thế giới nghiên cứu và ứng dụng trong các thế hệ thông tin vô tuyến tiếp theo là công nghệ MIMO

Trong hệ thống thông tin không dây, không chỉ riêng hệ thống thông tin vô tuyến MIMO, tín hiệu truyền dẫn bị ảnh hưởng rất mạnh mẽ bởi kênh truyền Mặt khác kênh truyền lại không biết trước Do đó yêu cầu cần thiết là phải ước lượng và cân bằng kênh để tách được tín hiệu truyền dẫn Chất lượng của ước lượng kênh và cân bằng kênh ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của hệ thống thông tin Chính vì vậy, em

đã lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát – nhiều thu MIMO” để làm đề tài tốt nghiệp cho mình

Mục đích của luận văn là nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến dung lượng, các phương pháp ước lượng và cân bằng kênh trong hệ thống thông tin MIMO Đây là hai vấn đề quyết định trực tiếp đến hiệu năng của hệ thống thông tin MIMO và đang rất được thế giới quan tâm nghiên cứu nhằm ứng dụng trong hệ thống thông tin không dây thế hệ tiếp theo Luận văn tập trung đi sâu vào quá trình xử lý tín hiệu băng tần cơ sở Việc ước lượng kênh trong luận văn chủ yếu là ước lượng thông tin trạng thái kênh hay

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

sử dụng thuật toán không gian con Dựa vào những thông tin ước lượng được, chúng ta

sẽ sử dụng hai phương pháp bình phương lỗi tối thiểu (MMSE) và ép không (ZF) để cân bằng kênh cho hệ thống MIMO

Như ta đã biết ước lượng và cân bằng kênh có vai trò vô cùng quan trọng trong

hệ thống thống thông tin, không chỉ hệ thống MIMO Vấn đề ở đây là áp dụng một cách hợp lý nhất các phương pháp này để hệ thống có được hiệu năng cao nhất

Chương 1 chúng ta sẽ tìm hiểu tổng quan về hệ thống thông tin MIMO và các ảnh hưởng của kênh truyền vô tuyến lên tín hiệu truyền dẫn

Chương 2 đi sâu vào nghiên cứu các kiến trúc máy thu và một số phương pháp tách sóng, cân bằng kênh trong hệ thống MIMO, đặc biệt là phương pháp cân bằng kênh tuyến tính trong hệ thống MIMO

Chương 3 trình bày các phương pháp ước lượng kênh MIMO, đặc biệt đi sâu vào phương pháp ước lượng kênh sử dụng chuỗi training

Chương 4 đưa ra một phương pháp ước lượng kênh khắc phục được nhược điểm hao phí dữ liệu của phương pháp sử dụng chuỗi training Đó là phương pháp cân bằng kênh mù

Trong quá trình thực hiện luận văn, em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ nhiệt tình từ gia đình, thầy cô giáo, bè bạn, đặc biệt là sự giúp đỡ của PGS T.S Vũ Văn Yêm

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô, sự giúp đỡ của các bạn Hy vọng các thầy cô, gia đình và bè bạn sẽ tiếp tục giúp đỡ em để tiếp tục hoàn thiện luận văn này trong tương lai

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

THÔNG TIN VÔ TUYẾN MIMO

1.1 Hệ thống thông tin vô tuyến MIMO

Ngày nay, khi Internet và các ứng dụng viễn thông không dây thế hệ tiếp theo ngày càng phát triển Điều này đòi hỏi các thiết bị thông tin tốc độ cao cũng phát triển theo Trong trường hợp băng thông thực tế là có giới hạn, tốc độ dữ liệu cao hơn chỉ có thể đạt được bằng cách thiết kế hợp lý hơn trong công nghệ truyền dẫn tín hiệu Các lý thuyết thông tin vừa được nghiên cứu đã chỉ ra rằng tăng dung lượng thông lượng thông tin là có thể thực hiện được khi sử dụng công nghệ đa đầu ra đa đầu vào (MIMO – Multiple Input Multiple Output) Một kênh MIMO được thiết lập từ đa nhân tố anten mảng ở cả hai đầu của liên kết không dây Hiện nay, kỹ thuật này đang được quan tâm nhờ khai thác hiệu quả thành phần không gian trong việc nâng cao chất lượng và dung lượng, giảm ảnh hưởng của fading, đồng thời tránh được hao phí băng thông tần số

Công nghệ MIMO là công nghệ được dựa trên các lý thuyết cơ bản:

Mã hóa không gian thời gian (STC – Space time coding): mã hóa khác nhau trên các anten phát khác nhau Điều này cho sự trình diện tốt hơn do space time coding (STC) làm giảm sự tương quan của tín hiệu phát trên cả miền không gian và thời gian

Ghép kênh theo không gian (SM – Spatial Multiplexing): phát các dòng tín hiệu độc lập trên các anten một cách đồng thời Điều này cho phép tăng dung lượng truyền dẫn của hệ thống

1.2 Các mô hình hệ thống thông tin vô tuyến không dây

Các mô hình hệ thống MIMO có thể được phân loại thành bốn hệ thống cơ bản

là SISO, SIMO, MISO và MIMO như hình sau:

g hệ thốngon:

ụng một một bộ

ên nhiễu

(1.1)

Trong đó:

f S : là băng thông truyền dẫn : tỷ số tín hiệu tạp âm Như vậy, hầu hết sự nâng cao dung lượng kênh truyền đều phải dựa trên sự mở

rộng dải thông và sử dụng phương thức điều chế khác Tuy nhiên, hiệu suất phổ không

thể không thể cải thiện đáng kể nhờ những yếu tố này

1.2.2 Hệ thống SIMO

Nhằm cải thiện chất lượng hệ thống, phía phát sử dụng một anten, phía thu sử

dụng đa anten Trong hệ thống này, máy thu có thể lựa chọn hoặc kết hợp tín hiệu từ

các anten thu nhằm tối đa tỷ số tín hiệu trên nhiễu thông qua các giải thuật

Beamforming hoặc Maximum Ratio Receive Combining (MRRC) Khi máy thu biết

thông tin kênh truyền, dung lượng hệ thống tăng chậm theo hàm logarit của số anten

thu, có thể xấp xỉ theo biểu thức:

C SIMO = f S log2 ( 1+M ) (1.2) Với M là số lượng anten thu

1.2.3 Hệ thống MISO

Hệ thống sử dụng nhiều anten phát và một anten thu được gọi là hệ thống

MISO Hệ thống này có thể cung cấp phân tập phát thông qua kỹ thuật Alamouti để cải

thiện lượng tín hiệu hoặc sử dụng Beamforming để tăng hiệu suất phát và vùng bao

phủ Khi máy phát biết được thông tin kênh truyền, dung lượng hệ thống tăng theo hàm

logarit của số anten phát:

C SIMO = f S log2 ( 1+M ) (1.3)

M là số lượng anten phát

1.2.4 Hệ thống MIMO

Hệ thống MIMO là hệ thống phụ thuộc vào số lượng các anten Hệ thống có thể

cung cấp phân tập phát nhờ đa anten phát, cung cấp phân tập thu nhờ đa anten thu nhằm

ợi phân tập oặc MR (số aượng hệ thố

C MIM

ấn đề về k

khi tìm hiể

về kênh vôkênh

ểm của kên Mô hình kscale fading

hệ thống thôn

Văn Thắng

g hoặc thực triệt can nhghép kênh c

in kênh truycực cao vàanten thu) vống MIMO

ng tin vô tuyế

15

hiện Beamhiễu Ngoài cung cấp bởyền được b

à độ lợi ghép

và thể hiện cho bởi ph

g2 ( 1+ )

yền

ề ước lượnhiểu tại sao

p kênh cực

số lượng dòhương trình

ng và cân bằ

o lại cần thi

kênh vô tuy

ến của ảnh hường đượcsuy giảm tr

át nhiều thu M

i nơi phát vương hệ thốn

mã hóa kh

ơi phát và thđại M là còng thông tsau:

ằng kênh Miết phải ước

yến

hưởng kên

c phân chiarên đường t

MIMO

và thu để tă

ng có thể chông gian th

hu, hệ thốncực tiểu củatin không g

ăng hiệu cải thiện hời gian

g có thể

a MT (số ian

ll và đặc trưscale fadingờng dẫn đa

ng không guộc vào tần

Hình 1.3:

ích của truychúng ta p

Bốn mô hìn

yền thông vphải hiểu rõ

oảng cách vnày xảy ra kcách nhỏ th

chế

ền

uyến

và bị che ckhi chúng thuộc phạm

Giả Tín hiệu Tươ

các đối khi thiết ước của

sở

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

 Kênh vô tuyến (radio channel): bao gồm kênh truyền dẫn và cả các anten thu và các anten phát Do các anten được coi như tuyến tính, song phương và thụ động, kênh vô tuyến cũng được xem như tuyến tính và tương hỗ Vì thế tín hiệu chỉ chịu tác động của sự suy hao Tuy nhiên sự suy hao trong kênh vô tuyến có thể khác so với sự suy hao trong kênh truyền dẫn do ảnh hưởng của các anten thu và phát

 Kênh điều chế (modulation channel): bao gồm kênh vô tuyến cộng với kênh tất

cả các thiết bị của hệ thống (như là bộ khuyếch đại và các thành phần khác của mạch tần số vô tuyến) Hệ thống có tuyến tính hay không phụ thuộc vào các tính chất truyền dẫn của thiết bị giữa giải điều chế và điều chế và các anten Kênh cũng có thể là không tương hỗ do ảnh hưởng của bộ khuyếch đại (thiết bị của hệ thống được cộng thêm vào kênh vô tuyến) là không tương hỗ Thêm vào đó trong quá trình khuyếch đại tín hiệu thu, ta cần bổ sung các hiệu ứng cộng gây tác động xấu đến tín hiệu Các hiệu ứng đó là nhiễu noise và interference Chúng có thể được thể hiện trong kênh vô tuyến, tuy nhiên nhiễu sinh ra do mạch điện tử đặc biệt được cộng thêm trong mô hình kênh này, do đó đặc tính đầy đủ của hiệu ứng cộng không thể được thể hiện trong mô hình kênh vô tuyến Tín hiệu trong mô hình kênh này bao gồm tín hiệu băng tần cơ sở, tín hiệu này được điều chế vào sóng mang

 Kênh số (digital channel): bao gồm kênh điều chế cộng với các bộ điều chế và giải điều chế Nó liên kết từ tín hiệu số cơ sở ở phía phát đến tín hiệu số ở phía thu và miêu tả số bit lỗi trong quá trình truyền dẫn Kênh này không tuyến tính

và không tương hỗ Trong mô hình kênh này không còn hiệu ứng nào ảnh hưởng xấu đến tín hiệu Tín hiệu ảnh hưởng bởi nhiễu được làm biến đổi thành các chuỗi bit, trong trường hợp tín hiệu bị làm ảnh hưởng qua nặng bởi các hiệu ứng của kênh, chuỗi bit thu được sẽ sai lệch so với chuỗi bit thực được dự định vận chuyển Đầu vào của kênh là các bit, các bit này có thể được đóng gói thành các gói Các bit này được phân lại sau đó biến đổi thành các biểu diễn tương tự được gọi là ký tự Các ký tự này thuộc băng tần cơ sở Sau đó, tín hiệu tương tự này được truyền qua bộ điều chế, bộ này điều chế tín hiệu băng tần cơ sở này lên đỉnh của sóng mang

1.3.1 Kênh vô tuyến

Trong kênh vô tuyến, ảnh hưởng của tín hiệu thu được chỉ do các hiệu ứng nhân, hệ số suy hao , được cho bởi công thức cho trước Ở đây chúng ta sẽ phân biệt ra ba hiệu ứng khác nhau cùng dẫn đến sự suy hao của tín hiệu phát

Hiệu ứng đầu tiên được gọi là suy hao đường dẫn (path loss) Đó là hiệu ứng tất định chỉ phụ thuộc vào khoảng cách giữa phía phát và phía thu Nó đóng vai trò quan trọng khi xét các khoảng thời gian lớn như giây và phút, vì khoảng cách giữa máy phát

và máy thu trong hầu như các trường hợp không thay đổi đáng kể trong các khoảng thời gian ngắn cỡ mili giây hoặc giây

Hiệu ứng thứ hai được gọi là hiệu ứng màn chắn (shadowing) Hiệu ứng màn chắn không phải là hiệu ứng tất định Nó thay đổi trong cùng một khoảng thời gian, trong đó có thể suy hao đường dẫn là không thay đổi, điều này dẫn đến sự thay đổi lên xuống bất thường của biên độ tín hiệu tại điểm có cùng khoảng cách đến máy phát Tuy nhiên, đại lượng trung bình cho sự suy hao thông thường được coi là chỉ gồm suy hao đường dẫn

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

xạ của môi trường sóng điện từ truyền dẫn thường được sao chép thành nhiều bản sao với các hệ số khác nhau gây ra nhiễu trên anten thu Tuy nhiên, chúng ta cũng cần phân biệt hiệu ứng fading thành 2 loại chính: fading nhanh (fast fading) và fading chậm (slow fading)

Tất cả ba hiệu ứng trên kết hợp thành suy hao trong thực tế của kênh vô tuyến

Do đó sự suy hao này có thể được khai triển theo công thức sau:

(1.5) Trong đó:

: suy hao do path loss

: suy hao do shadowing

: suy hao do fading

1.3.1.1 Suy hao đường truyền

Suy hao đường truyền là hiện tượng ảnh hưởng đến sóng điện từ truyền dẫn, nó

là đại lượng đặc trưng cho suy hao về công suất mà tín hiệu phát trải qua, suy hao này phụ thuộc vào khoảng cách và tần số

Nếu tín hiệu phát là , và công suất tín hiệu phát trung bình là Tín hiệu nhận được là và nó được cho bởi công thức , công suất tín hiệu thu trung bình là từ đó ta có:

Khi không có sự thay đổi của môi trường truyền dẫn: môi trường không thay đổi

và máy thu phát không chuyển động Điều giả định này tương đương với việc lấy trung bình hiện tượng ít thay đổi theo thời gian (shadowing và fading) hai hiện tượng này sẽ được khảo sát kỹ hơn trong phần sau

Anten:

Nhiệm vụ của một anten là biến đổi tín hiệu điện trên sóng mang điện từ (nhiệm

vụ phát) và biến đổi ngược trở lại từ sóng điện từ thành tín hiệu điện (nhiệm vụ anten thu) Trong phần này chúng ta sẽ nói về anten thường: anten thụ động và tương hỗ (đặc tính tương tự cho cả anten thu và phát) Anten được đặc trưng bằng hai đặc tính: hệ số khuyếch đại và đồ thị phương hướng của anten Hệ số khuyếch đại của anten là đại lượng đặc trưng cho sự khuyếch đại tín hiệu Đồ thị phương hướng của anten mô tả sự thay đổi của hệ số khuyếch đại của anten theo hướng, với sự tham khảo là chính anten

đó Đồ thị phương hướng của anten thường được thể hiện bằng sự suy giảm hệ số khuyếch đại so với hệ số khuyếch đại cao nhất của anten Hệ số khuyếch đại và đồ thị phương hướng là giống nhau đối với cả anten thu và phát Anten có thể phân loại thành anten đẳng hướng và định hướng, phụ thuộc vào hệ số khuyếch đại có thay đổi theo hướng hay không Khi anten là định hướng, đồ thị phương hướng của anten phải được xét đến khi tính toán suy hao đường dẫn Giá trị của hệ số khuyếch đại được sử dụng là

hệ số của hướng nhìn thẳng nối từ anten thu và anten phát Hệ số khuyếch đại tổng của anten được tính như sau:

(1.6) Trong đó là hệ khuyếch đại lớn nhất của anten và là giá trị được lấy từ đồ thị phương hướng của hướng nhìn thẳng từ anten phát đến anten thu (tất cả đều có đơn vị dB); dấu âm ở đây được lấy do giá trị này được so sánh với hệ số khuyếch đại lớn nhất của anten

Truyền dẫn trong không gian tự do

Sự suy hao tín hiệu trải qua do truyền dẫn trong không gian tự do trên khoảng cách giữa hai anten giả thiết là tầm nhìn thẳng (LOS – line of sight) (không có màn chắn giữa hai anten), thông thường được gọi là suy hao không gian tự do, được tính một cách chính xác bằng hệ thức Maxwell Hệ thức này để tính toán miền xa của anten

và được tính theo công thức:

(1.7)

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

là ở đâu Vì thế tổng năng lượng trên quả cầu là bằng nhau, không phụ thuộc vào bán kính quả cầu, điều này dẫn đến năng lượng trên một đơn vị bề mặt sẽ phải giảm đi Do

bề mặt tăng theo bình phương của bán kính, nên năng lượng trên một đơn vị bề mặt cũng giảm theo bình phương bán kính của quả cầu

Mô hình truyền dẫn hai tia

Do hầu hết các hệ thống truyền dẫn đều diễn ra ở gần bề mặt trái đất, nên diễn tiến trong mô hình suy hao tự do là không thực tế Trong mô hình 2 tia, tia phản xạ do tín hiệu đập vào bề măt trái đất được cộng thêm vào trong tín hiệu thu Nó cũng thừa nhận LOS và không có ảnh hưởng lên sự truyền dẫn bên cạnh bề mặt trái đất Mô hình này cũng thường được sử dụng để mô tả sự truyền dẫn trên mặt nước hoặc các trường

mở khác

Trong mô hình này ta xét đến 3 sóng: sóng trực tiếp, sóng phản xạ tại bề mặt trái đất và sóng bề mặt Nhưng sóng bề mặt là không đáng kể trong thông tin di động nên

nó sẽ được bỏ qua

đó là độ

ứng fading

truyền thôn

ều chế sóngthay đổi thTrong phần đường Sading và các

Mô hình hình

chúng ta có a:

cao anten p

ng vô tuyến

g mang trảheo thời ginày chúng

au đó dựa trđại lượng c

h học để tính

thể dễ dàng

phát, là

n, fading là

ải qua trong

an, và có t

g ta sẽ thảorên nền tảngchắc chắn m

h toán tron

g tính toán

độ cao ante

sự chênh l

g quá trìnhthể mô tả t

en thu

lệch của hệ

h truyền dẫntổng quát bnền tảng vậhình toán họưởng xấu củ

hai tia

khoảng cách

số suy hao

n Ảnh hưởbằng một qu

o mà tín ởng của

uá trình ading và

h để mô ding

ng đến tín h

Vật phản xạ

ong hình 1.5

g phân tập đmôi trường

g truyền dẫhiệu vô tuyế

ến nhiều phá

dẫn đa đườn

yền dẫn củyền đi trên

a tín hiệu pgiữa máy ph

hể có nhiềuCác đối tượcủa tín hiệu

ợc là tổng c

đường dẫnyền dẫn khárong các đư

át nhiều thu M

ng

ủa nhiều bảnhiều đườnphát với cáhát và thu

u hoặc chỉ ợng này đư

u truyền dẫcủa các bản

n có khoản

ác nhau, và ường dẫn n

ẫn giống nh

n sao Hiệu ứ

ng cách truytất nhiên chnày có độ t

hư trong ứng này

yền dẫn húng có trễ khác

(1.12)

Nếu như máy thu, vật phản xạ và máy phát không chuyển động, mỗi đường có

độ trễ khác nhau và độ suy hao khác nhau Mặt khác, độ trễ và độ suy hao của mỗi đường không thay đổi theo thời gian (do môi trường truyền không đổi) Nên kênh truyền trong trường hợp này được gọi là không thay đổi theo thời gian Nhưng nếu máy phát, máy thu và vật phản xạ không chuyển động, môi trường truyền dẫn sẽ thay đổi Một số đường dẫn cũng sẽ thay đổi theo thời gian, vì thế khoảng cách truyền dẫn và

độ suy hao của các đường dẫn này cũng thay đổi theo Trong trường hợp này, kênh được gọi là kênh thay đổi theo thời gian

Mô hình toán học Trong mô hình toán học ta xét tín hiệu được điều chế tại tần số với đường bao phức Công thức toán học của tín hiệu:

̅ (1.13)

Và tín hiệu dải giữa nhận được là:

(1.14) Trước tiên ta xét trong trường hợp không có chuyển động trong môi trường Như đã miêu tả ở trên, mỗi đường dẫn có độ suy hao khác nhau và khoảng cách truyền dẫn khác nhau , tín hiệu nhận được là sự xếp chồng của tất cả các bản sao tín hiệu phát:

∑ ( 0 với đường LOS) (1.15) Kết hợp (1.14) và (1.15) chúng ta có:

∑ ̅ (1.16) Kết hợp (1.14) và (1.16) chúng ta có:

∑ ̅ (1.17)

Ta lại có và , do đó ta có đẳng thức:

∑ ̅ (1.18)

sẽ xét đến của đường

đi ∆ thay đ cos

chuyển độn

độ dịch ph

kênh khi cdẫn với đổi như mộ  

.6: Góc tới

phức phụ thu ̅

̅

.M

át nhiều thu M

ang,chúng ta

∑ ̅rong trườnghau và độ tr

i di chuyểnchuyển độtốc độ v

Hcủchđ

và thời gian

u:

.

c tới tín

Hướng

ủa huyển ộng

Để đơn giản hóa hệ thức (1.20), trước tiên chúng ta kết hợp pha với suy hao trở thành ̅ , sau đó ta so sánh đại lượng .

với chiều dài tín hiệu trung bình, chúng ta có thể bỏ qua đại lượng này Sau đó, chúng ta đưa ra đại lượng mới tần

Khi số lượng vật phản xạ lớn, mô hình phản xạ rời rạc cần phải biến đổi thành

mô hình phản xạ liên tục, trong đó mỗi diễn biến đặc biệt được biểu thị được bằng hàm mật độ tăng ích (gain density) được cho bởi hàm sau:

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

1.3.1.4 Đặc tính thời gian, tần số

Như chúng ta đã biết ở phần trước, sự biến động của môi trường dẫn đến sự dịch chuyển Doppler của tần số và thời gian trễ của thành phần ảnh hưởng nhiều đến tín hiệu nhất Trong các thí nghiệm truyền dẫn không dây trong trường hợp các đối tượng thay đổi, chúng ta cần chú ý đến 2 giá trị độ dịch tần Doppler ∆ và độ trễ ∆ Để đơn giản hóa các biểu thức của tín hiệu nhận được chúng ta xem độ trễ của môi trường là rất nhỏ và bỏ qua chúng, sau đó chúng ta có biểu thức:

̅ ∑ ̅ ̅ ̅ (1.24)

Ở đây chúng ta đặt ̅ là hệ số nhân phức của kênh truyền Do sự thay đổi theo thời gian của giá trị nên hệ số nhân phức cũng thay đổi theo thời gian, kênh được gọi là kênh biến đổi theo thời gian Do có hiện tượng này nên tín hiệu nhận được sẽ có tần số dịch chuyển trong khoảng , Do đó bao gồm các thành phần tần số khác nhau thay đổi theo thời gian Kênh này còn được gọi là kênh chọn lọc thời gian (time selective) Hoặc nếu tần số Doppler lớn hơn rất nhiều so với tốc độ truyền dẫn, kênh cũng được gọi là kênh chọn lọc thời gian Mặt khác nếu tần số Doppler quá nhỏ so với tốc độ truyền dẫn, kênh sẽ được gọi là kênh không chọn lọc thời gian Tương ứng với hai khái niệm này, chúng ta có hiệu ứng fading nhanh và

fading chậm (fast và slow fading)

Bây giờ chúng ta sẽ phân tích độ dịch Doppler, chúng ta có hệ thức của kênh như sau:

∑ ̅ ̅ ̅ ∗ ̅ (1.25)

Ở đây, kênh trở thành bộ lọc không phụ thuộc thời gian với đáp ứng xung được cho bởi công thức như sau:

̅ ∑ ̅ (1.26)

Khi biến đổi sang miền tần số, chúng ta có hàm biến đổi phức

̅ ∑ ̅ (1.27) Nhìn vào biểu thức trên, ta biết rằng có một vài tần số bị triệt tiêu bởi trong khi các tần số khác thì không Hiện tượng này được gọi là fading chọn lọc tần số (frequency selective fading)

1.3.1.5 Kênh truyền Rayleigh và kênh truyền Ricean

Tùy theo địa hình kênh truyền giữa máy phát và máy thu có thể tồn tại hoặc không tồn tại đường truyền thẳng LOS (Light Of Sight, đường LOS là đường ánh sáng

có thể truyền trực tiếp từ máy phát tới máy thu mà không bị cản trở) Nếu kênh truyền không tồn tại LOS, bằng thực nghiệm và lý thuyết người ta chứng minh được đường bao tín hiệu truyền qua kênh truyền có phân bố Rayleigh nên kênh truyền được gọi là kênh truyền Rayleigh fading Khi này tín hiệu nhận được tại máy thu chỉ là tổng hợp của các thành phần phản xạ, nhiễu xạ và khúc xạ Nếu kênh truyền tồn tại LOS thì đây

là thành phần chính của tín hiệu tại máy thu, các thành phần không truyền thẳng NLOS (NonLight Of Sight) không đóng vai trò quan trọng, tức là không có ảnh hưởng quá xấu đến tín hiệu thu, khi này đường bao tín hiệu truyền qua kênh truyền có phân bố Rice nên kênh truyền được gọi là kênh truyền Ricean fading

Ta biết tín hiệu tại máy thu có dạng:

Góc pha           (1.30)

) (

) ( ) ( )

()

(t r2 t i2 t

) (

) ( )

t

t tg

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

29

Nếu có nhiều bản sao tín hiệu đến từ rất nhiều đường khác nhau tại máy thu, thì

ta có thể áp dụng thuyết giới hạn trung tâm (central limit theorem), khi này có thể xem

các hệ số r( ) t và i( ) t là các quá trình ngẫu nhiên Gauss

Nếu r( ) t và i( ) t là các quá trình Gauss có giá trị trung bình bằng 0 thì

  ( ) t sẽ có đặc tính thống kê theo hàm phân bố xác suất PDF Rayleigh

                  (1.31) Phương sai của quá trình Gauss

 có phân bố trong khoảng [0,2 ] (1.33)

Ta có kênh truyền Rayleigh fading

Nếu r( ) t và i( ) t là các quá trình Gauss có giá trị trung bình khác 0 thì

  ( ) t sẽ có đặc tính thống kê theo hàm phân bố xác suất PDF Rice

2

A K



 , K gọi là hệ số Ricean K=0 tương ứng với A=0 hàm phân bố

Rayleigh Hình 1.7 biểu diễn hàm phân bố xác suất PDF Rayleigh (K = 0 hay K = - ∞

a

e

a a p

))(var(

))(var(

)

2 2

2 2 0 2

A

e

A I a

cos

1)

an với nhauược điểm n

n (Space-Ti

ng ứng ở đnhiều phươ

.7: Hàm mậ

C trong hệ

công nghệpace Time nhau dẫn đtrên việc đưmiền khônghời, tất nhiê

ới số lượng

u nên chúngnày của hệime Coder)đầu thu và đơng pháp lập

ật độ xác su

ệ thống M

MIMO cònCoding) Mđến sự thể h

ưa ra trên c

g gian và th

ên khi đó đanten phát

g ta sẽ khônthống MIM

và giải mãđầu phát củ

n của hệ thốhát tín hiệu

ếu chúng talợi sẽ là tốciểm bất lợi được tín hi

ta sử dụngian –thời gi

g MIMO T

n

huật mã hóahời gian là ống Mã hóa

u có sự tươn

a phát các

c độ bit hay

là tín hiệu iệu tại đầu

g bộ lập mãian (Space Trong các h

a không

mã hóa

a không

ng quan tín hiệu

y tốc độ phát có thu Để

ã không – Time

hệ thống

p mã không TC)

p mã không des)

mã không g

hệ thống S

Bộ lập mã n

n bằng cáchtrong hình

H

hệ thống thôn

Văn Thắng

hông gian tgian thời ggian thời g

gian thời g

gian thời g

gian thời gi

TBC, chúnnày có nhiệm

h gửi tín hiệsau:

Hình 1.8: Ki

ng tin vô tuyế

31

thời gian (Sgian kiểu dàgian kiểu ph

n (Different

vi phân (No

hối (Space –

ng bộ lập mphối các tínhợp phức củ

a máy phát

át nhiều thu M

Block CodTime Trellisayered Spac

C ) TTC) ode –

–

Time

ian kiểu hời gian phát như

u nhị phân vNếu tín hiệu

ột thời điểmược cho bở

u được ký h

, ,

m bất kỳởi: ,

u điều chế, hiệu là và, … , , …mỗi tín hiệ, , , … ,

hời gian kiể

à được cho b

ệu là mộ

ột nhóm củ

Space Time

Trellis Code

gian, với hSTTC), bộ

ợc mô tả bằức:

ủa log

e Trellis Cod

es)

hệ thống

ộ lập mã ằng một

(1.36)

g bit (1.3.7)

des[9]

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

, , … , (1.39) Tín hiệu được điều chế , , … , là tín hiệu phát trên các anten song song một cách đồng thời

1.4.3 Lập mã Không gian Thời gian phân tầng (Layered Space Time Code) –

máy phát LST

Như chúng ta thấy khi sử dụng hệ thống STTC, chúng ta gặp một khó khăn rất lớn khi chúng ta sử dụng điều chế ở mức cao, cả bộ lập mã và giải mã sẽ đều phức tạp hơn rất nhiều, điều đó sẽ làm cho hệ thống rất khó thực hiện Vì vậy chúng ta cần có một kiến trúc đơn giản hơn để giải quyết vấn đề này Lập mã không gian thời gian phân tầng (LST – Layer Space Time Coding) có thể đạt được các điều kiện này Đó chính là lý do tại sao kiến trúc LST được sử dụng rộng rãi trong công nghệ truyền thông MIMO

Hình 1.10: Kiến trúc HLST (horizontal layered space time với mã hóa đơn[9]

Hình 1.11: Kiến trúc HLST với mã hóa riêng cho mỗi tầng[9]

Máy phát theo kiến trúc LST có cấu trúc đơn giản, dễ dàng thực hiện Trong phần này, chúng tôi xin giới thiệu bộ phát kiến trúc không gian thời gian theo kiểu phân tầng ngang (HLST-Horizontal Layered Space Time), kiến trúc không gian thời gian phân tầng kiểu đường chéo (DLST- Diagonal Layered Space Time ) và kiến trúc không gian thời gian phân tầng xâu chuỗi (TLST- Threaded Layered Space Time) 

Ta xét tín hiệu trong các máy phát:

Chuỗi , , , …được gửi đi từ anten thứ nhất

Chuỗi , , , …được phát từ anten thứ hai 

Và chuỗi , , , …được phát từ anten Kiến trúc HLST còn được

thực hiện bằng cách phân chia chuỗi thông tin thành chuỗi con (sub-streams)(hình

1.10 và hình 1.11) Trong các chuỗi con có thể được mã hóa một cách độc lập nhau

bằng các bộ lập mã, bộ đan xen (interleaver) và bộ điều chế sau đó tín hiệu được truyền

trên các anten riêng lẻ (hình 1.11) Các thông tin cũng có thể được mã hóa bằng cùng một bộ lập mã (hình 1.10) Tuy nhiên có thể chất lượng của hệ thống bị giảm đi

Bộ đan xen

Biến đổi nối

tiếp, song song

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

Hình 1 12: Kiến trúc DLST (diagonal layered space time) Hình 1.12 chỉ ra cấu trúc của máy phát có thể hiện tốt hơn, máy phát sử dụng

kiến trúc DLST trong đó từ mã được điều chế của mỗi bộ lập mã được phân phối trên anten dọc theo đường chéo của mảng truyền dẫn Ví dụ, ma trận truyền dẫn DLST của hệ thống gồm 3 anten, được tạo thành từ ma trận X, bằng cách trễ hàng thứ đầu vào bằng 1 đơn vị thời gian, các ký tự khác không sẽ nằm trên đường chéo của

ma trận X Các ký tự dưới đường chéo được chèn thành giá trị 0 Từ đó đường chéo đầu tiên là từ anten thứ nhất, đường chéo thứ hai là từ anten thứ hai, đường chéo thứ ba

là từ anten thứ ba và đường chéo thứ tư lại là của anten thứ nhất Do các từ mã của một lập mã được truyền dẫn trên các anten khác nhau Điều này có thể được biểu diễn bằng

cách sử dụng bộ đan xen thời gian sau bộ điều chế Ở hình 1.12, bộ đan xen thời gian

sử dụng trong kiến trúc DLST có thể được biểu diễn như sau:

Bộ đan xen

Biến đổi nối

tiếp, song song

(Time Inter-leaver), như đã chỉ ra trong hình 1.13 Ví dụ trong hệ thống có 3 anten,

hoạt động của bộ đan xen không gian (Spacial Inter – leaver) được chỉ ra như sau:

…

…

… →

…

…

… (1.41)

Hình 1.13: Kiến trúc TLST (Threaded layered space time)

1.5 Kết luận chương

Trong chương này, chúng ta đã tìm hiểu về mô hình hệ thống thông tin vô tuyến MIMO, các yếu tố ảnh hưởng đến kênh truyền và kỹ thuật mã hóa không gian thời gian STC (Space Time Code)

Hệ thống MIMO là hệ thống đa anten phát và đa anten thu để tăng hiệu suất sử dụng công suất, triệt can nhiễu, đặc biệt là cải thiện dung lượng hệ thống Tuy nhiên, cũng giống như các hệ thống thông tin vô tuyến khác, hệ thống MIMO cũng bị ảnh hưởng đến chất lượng đường truyền bởi các yếu tố như suy hao đường truyền, hiệu ứng màn chắn và hiệu ứng fading

Nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều phát nhiều thu MIMO

và đầu phát

Để khắc phục và giảm thiểu các ảnh hưởng không mong muốn đến đường truyền và nhiễu xuyên ký tự trong hệ thống thông tin vô tuyến MIMO, trong chương tiếp theo, chúng ta sẽ tiến hành nghiên cứu một số phương pháp tách sóng, cân bằng và ước lượng kênh Tách sóng giúp cho phía thu thu được tín hiệu không còn nhiễu bởi các tín hiệu không mong muốn qua việc nghiên cứu kiến trúc máy thu V-BLAST Cân bằng kênh tại phía thu nhằm loại bỏ các ảnh hưởng của nhiễu xuyên ký tự, hạn chế nhiễu noise nhằm giảm công suất nhiễu

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÁCH SÓNG VÀ CÂN BẰNG KÊNH TRONG HỆ

THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN MIMO

2.1 Mô hình kênh MIMO

Hình 2.1: Mô hình kênh MIMO 2 anten phát và 2 anten thu

Dung lượng lớn của hệ thống MIMO tăng thêm khi môi trường tán xạ nhiều được khai thác một cách đúng đắn Khi xem xét hiệu năng của hệ thống MIMO, kênh MIMO phải được mô hình một cách hợp lý Mô hình kênh MIMO nguyên thủy được nghiên cứu là mô hình kênh gần như tĩnh, không chọn lọc tần số, mô hình kênh fading Rayleigh Khi giả định điều kiện tĩnh, kênh truyền gần như không thay đổi trên độ dài của khung, thay đổi một cách không phụ thuộc giữa các khung liên tiếp nhau Khi các thành phần của anten được phân bố cách nhau một khoảng vừa đủ (ít nhất một nửa độ dài bước sóng, cho các ứng dụng indoor) và có đủ các vật tán xạ để thể hiện rằng tín hiệu nhận được tại bất kỳ anten nào cũng là tổng của một vài thành phần đa đường, các đường được mô hình một cách độc lập và không tương quan nhau Kênh là fading không lựa chọn tần số khi dải thông phù hợp của kênh rộng hơn so với dải thông của