Tải bản đầy đủ (.pdf) (40 trang)

bài tập lớn hệ thống viễn thông đề tài mã hóa không thời gian trong kĩ thuật mimo

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.58 MB, 40 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ</b>

<b>***** □&□ *****</b>

<b>BÀI TẬP LỚNHỆ THỐNG VIỄN THÔNG</b>

<b>ĐỀ TÀI: MÃ HĨA KHƠNG THỜI GIANTRONG KĨ THUẬT MIMO</b>

<b>Giảng viên hướng dẫn: TS.Trần Ngọc Tuấn</b>

<b> Nhóm sinh viện thực hiện: Nhóm 3Đỗ Đức Đạt </b>

<b>Nguyễn Thành KiênNguyễn Duy Quang Nguyễn Văn Dương </b>

<b>20203671 2020347820203549 20203389</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN ĐA ANTEN...8

<b>1.1.Giới thiệu chung...8</b>

<b>1.2.Các dạng MIMO...8</b>

<b>1.3.Mơ hình hệ thống MIMO...11</b>

<b>1.4.Kỹ thuật phân tập Anten...12</b>

<i><b>1.4.1. Kỹ thuật phân tập không gian (Space Diversity)...13</b></i>

<i><b>1.4.2. Kỹ thuật phân tập thời gian (Time Diversity)...14</b></i>

<i><b>1.4.3. Kỹ thuật phân tập tần số (Frequency Diversity)...14</b></i>

CHƯƠNG 2: MÃ HĨA KHƠNG GIAN – THỜI GIAN...19

<b>2.1.Giới thiệu chung...19</b>

<b>2.2.Tổng quan về kĩ thuật mã hóa khơng gian - thời gian...19</b>

<b>2.3.Mã khơng thời gian Alamouti...20</b>

2

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<i><b>2.3.1. Mã hóa khơng thời gian Alamouti...20</b></i>

<i><b>2.3.2. Tổ hợp và giải mã hợp lý nhất...23</b></i>

<i><b>2.3.3. Nguyên lý Alamouti với nhiều Anten thu...24</b></i>

<b>2.4.Mã khối không thời gian (STBC)...25</b>

<i><b>2.4.1. Mã khối không thời gian với các chuỗi tín hiệu thực...26</b></i>

<i><b>2.4.2. Mã khối khơng thời gian với các chuỗi tín hiệu phức...29</b></i>

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ MƠ PHỎNG MÃ HĨA KHƠNG GIAN – THỜI GIANALAMOUTI...31

<b>3.1. Lưu đồ thuật tốn...31</b>

<i><b>3.1.1. Bộ mã hóa và chuỗi phát các ký hiệu thông tin tại phần phát...32</b></i>

<i><b>3.1.2. Nguyên lý kết hợp tín hiệu...33</b></i>

<b>3.2. Kết quả mơ phỏng...34</b>

KẾT LUẬN...38

3

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Hình 1.5: Sơ đồ khối hệ thống MIMO...11

Hình 1.6: Sơ đồ khối của phân tập khơng gian...14

Hình 1.7: Sơ đồ khối bộ phân tập chọn lọc...16

Hình 1.8: Sơ đồ khối bộ phân tập quét...17

Hình 1.9: Sơ đồ bộ tổ hợp tỉ số cực đại...17

Hình 2.1: Sơ đồ khối của bộ mã hóa khơng thời gian Alamouti...20

Hình 2.2: Bộ thu đối với nguyên lý Alamouti...22

Hình 2.3: Bộ mã hóa khối khơng gian – thời gian...25

Hình 3.1: Sơ đồ khối của hệ gồm hai anten phát, một anten thu...31

Hình 3.2: SER của điều chế 4-QAM khi có mã hóa và khơng mã hóa...34

Hình 3.3: SER của điều chế 16-QAM khi có mã hóa và khơng có mã hóa...35

Hình 3.4: SER của điều chế 64-QAM khi có mã hóa và khơng co mã hóa...35

Hình 3.5: SER của điều chế 4-QAM, 16-QAM và 64-QAM khi có mã hóa...36

Hình 3.6: SER của điều chế QPSK khi có mã hóa và khơng mã hóa...37

Hình 3.7: SER của điều chế BPSK khi có mã hóa và khơng mã hóa...37

4

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>DANH MỤC BẢNG BIỂU</b>

5

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT</b>

6

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>LỜI MỞ ĐẦU</b>

Hiện nay, kỹ thuật viễn thông đang phát triển một cách bùng nổ do số lượngngười sử dụng các thiết bị ngày càng gia tăng. Việc ứng dụng thông tin vô tuyếnvào khoa học đời sống đã mang lại rất nhiều tiện ích cho người dùng cùng vớinhững ưu điểm mà mạng có dây khơng có được như tính di động, tính linh hoạt,…Tuy nhiên, truyền thơng tin trong mơi trường vô tuyến chịu tác động từ môi trườngđáng kể, đối mặt với nhiều thách thức. Bên cạnh đó, yêu cầu về chất lượng và tốcđộ truyền dẫn ngày một cao hơn. Qua báo cáo này, chúng ta sẽ tìm hiểu giải phápnâng cao chất lượng lẫn tốc độ truyền, đó là sự kết hợp giữa phương pháp mã hóakhơng thờ gian trong hệ thống MIMO.

Nội dung của báo cáo được trình bày trong 3 chương, trong đó:

- Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống thông tin vô tuyến nhiềuanten, kỹ thuật phân tập anten, là một kỹ thuật tăng dung lương vàchất lượng truyền thông tin vô tuyến.

- Chương 2: Trình bày về mã khối không gian – thời gian, là mộtnguyên lý phân tập hai nhánh đơn giản với phương pháp mã hóa vàgiải mã.

- Chương 3: Mơ phỏng trên Matlab tín hiệu khi khơng mã hóa và có mãhóa Alamouti.

<b>Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Trần Ngọc Tuấn</b>

đã hướng dẫn cụ thể, góp phần giúp nhóm chúng em có thể hồn thành được bàitập lớn này. Trong q trình thực hiện đề tài, nhóm chúng em đã cố gắng nhưngkhơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được chỉ dẫn vàgóp ý của các thầy cơ để đề tài ngày càng hồn thiện hơn.

7

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Chúng em xin chân thành cảm ơn.

8

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN ĐAANTEN</b>

<b>1.1. Giới thiệu chung</b>

Nhu cầu về dung lượng hệ thống thông tin không dây như thông tin di động,internet hay các dạng dịch vụ đa phương tiện tăng lên nhanh chóng trên phạm vitồn thế giới. Tuy nhiên phổ tần vô tuyến lại hạn chế, do vậy muốn tăng dunglượng, ta bắt buộc phải tăng hiệu quả của việc sử dụng phổ tần. Những đột phátrong mã hóa như mã Turbo, mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp đã có thể tiếp cậntới giới hạn dung lượng Shannon của hệ thống đối với một anten. Tuy nhiên, ta cóthể đạt được hiệu quả phổ tần cao hơn nữa với hệ thống có nhiều anten cả ở phầnpháp và phần thu (MIMO). Đây là một trong nhiều hình thức của công nghệ antenthông minh. Công nghệ MIMO đã thu hút được sự chú ý trong truyền thôngkhông dây, bởi vì nó cung cấp đáng kể sự gia tăng lưu lượng dữ liệu và khoảngcách liên kết mà không cần bổ sung thêm băng thông hoặc công suất truyền tải.Kĩ thuật phân tập, là một kĩ thuật được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyềnthông di động không dây, dùng để giảm ảnh hưởng của fading đa đường vá, cảithiện độ ổn định khi phát dữ liệu mà không cần tăng công suất phát hoặc tốn băngthông.

Chương này sẽ giới thiệu tổng quan về hệ thống MIMO và các kĩ thuật phântập được sử dụng trong hệ thống thông tin không dây cũng như thông tin di động.

<b>1.2. Các dạng MIMO</b>

Những dạng khác nhau của công nghệ anten dựa vào một hoặc nhiều đầuvào và nhiều đầu ra. Do đó các dạng khác nhau của một hay nhiều anten kết nốiđược định nghĩa như sau:

<i>- SISO: Một đầu vào một đầu ra.- SIMO: Một đầu vào nhiều đầu ra.- MISO: Nhiều đầu vào một đầu ra.- MIMO: Nhiều đầu vào nhiều đầu ra.</i>

<i><b> Hệ thống SISO</b></i>

9

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Hệ thống SISO (Single Input Single Output) là hệ thống thông tin không dâytruyền thống chỉ sử dụng một anten phát và một anten thu. Máy phát và máy thuchỉ có một bộ cao tần và một bộ điều chế/giải điều chế. Hệ thống SISO thườngđược dùng trong máy phát thanh và phát hình, và các kĩ thuật truyền dẫn vô tuyếncá nhân như WIFI hay Bluetooth. Dung lượng hệ thống phụ thuộc vào tỷ số tínhiệu trên nhiễu được xác định bởi cơng thức Shannon:

(1.1)Trong đó:

 C là dung lượng hệ thống theo công thức Shannon. B là băng thơng kênh truyền.

 SNR là tỉ số tín hiệu trên nhiễu.

Để tăng dung lượng kênh truyền, ta phải tăng băng thơng B, nhưng băngthơng là tài ngun có hạn và quý giá, vậy nên hệ thống SISO không hiệu quảtrong việc sử dụng băng thông [2].

<i><small>CSIMO=B log</small></i><small>2</small>(<small>1+N</small><i><small>R. SNR</small></i>)<i><small>(bps /Hz)</small></i> (1.2)10

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

theo đó sẽ tăng theo hàm logarit của số lượng anten phát và có được xác định theobiểu thức sau:

<i>Hình 1.4: Mơ hình hệ thống MIMO</i>

<b>1.3. Mơ hình hệ thống MIMO</b>

11

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Kỹ thuật MIMO là tên gọi chung cho tập hợp những kỹ thuật dựa trênviệc sử dụng nhiều anten ở phía thu và phía phát kết hợp với các kỹ thuậtxử lý tín hiêu [2]. Hệ thống MIMO ra đời nhằm tăng tốc truyền dữ liệu,giảm tỉ số lỗi bit (BER), tăng vùng phủ sóng của hệ thống thơng tin vơtuyến mà không cần tăng công suất hay băng thông của hệ thống.

Giả thiết đặt ra là hệ thống MIMO có <i><small>n</small><sub>T</sub></i> anten phát và <i><small>n</small><sub>R</sub></i> anten thunhư hình 1.5:

<i>Hình 1.5: Sơ đồ khối hệ thống MIMO</i>

Ma trận kênh H cho mơ hình MIMO được biểu diễn như sau:

Khi đó, quan hệ giữa tín hiệu đầu vào x với tín hiệu đầu ra r được xác định bởi biểu thức sau:

12

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<i><b>1.4.1. Kỹ thuật phân tập không gian (Space Diversity) [3]</b></i>

Phân tập không gian còn được gọi là phân tập anten, là một trong các loạiphân tập phổ biến dùng trong hệ thống không dây. Các hệ thống vô tuyến tổ ongtruyền thống gồm một anten trạm gốc nâng cao và một anten di động mặt đất. Nếuchỉ có duy nhất một đường truyền giữa trạm thu và phát sẽ gây đến sự mất mátthơng tin và suy giảm tín hiệu do các vật tán xạ gây ra hiện tượng fading. Do đó,nên thu được nhiều tín hiệu từ các đường truyền khác nhau sao cho các tín hiệu thuđược từ anten giãn cách nhau trong khơng gian trên vật di động có các hình baophủ chủ yếu khơng tương quan với các anten cách nhau một nửa bước sóng hoặclớn hơn.

Khái niệm về phân tập không gian thường được sử dụng trong thiết kế trạmgốc. Tại mỗi ô tổ ong, anten thu trạm gốc nhiều nhánh được dùng để thu phân tập.Tuy nhiên, vì các vật tán xạ quan trọng thường trên mặt đất gần vật di động nênanten trạm gốc phải được đặt khá xa nhau để không tương quan. Việc đặt cáchnhau cỡ vài chục bước sóng là cần thiết tại trạm gốc. Vì thế, phân tập khơng giancó thể được dùng tại thiết bị di động hoặc tại trạm gốc, hoặc cả hai.

Ngồi ra, kỹ thuật phân tập có thể được phân ra làm hai nhóm:

<i> Phân tập phát (Transmitter Diversity): Các bản tin được xử lý và truyền đi</i>

bởi nhiều anten khác nhau, giúp giảm công suất xử lý của bộ thu, dẫn đếncấu trúc hệ thống thu đơn giản giảm công suất tiêu thụ và giảm chi phí.Phân tập phát cũng được sử dụng trong thơng tin di động với nhiều antenphát tại trạm gốc. Điều này giúp nâng cao chất lượng, cũng như giải quyếtđược yêu cầu phân tập tại máy thu.

<i> Phân tập thu (Receiver Diversity): Nhiều anten được sử dụng tại đầu thu để</i>

thu các bản sao độc lập của tín hiệu truyền. Làm tăng tỉ số SNR tại đầu thuvà hạn chế fading đa đường. Nếu thực hiện phân tập thu tại máy đầu cuối sẽcần có nhiều bộ chuyển đổi RF, do đó sẽ mất nhiều năng lượng hơn để xửlý, trong khi nguồn pin của máy đầu thu cuối là hạn chế.

14

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<i>Hình 1.6: Sơ đồ khối của phân tập không gian</i>

<i><b>1.4.2. Kỹ thuật phân tập thời gian (Time Diversity)</b></i>

Là sự truyền cùng một tín hiệu tại các khe thời gian khác nhau, làm cho tínhiệu thu được là các tín hiệu khơng tương quan. Do đó phân tập theo thời giantruyền lặp lại thông tin sau khoảng thời gian lớn hơn thời gian kết hợp của kênhsao cho sự lặp lại nhiều lần của tín hiệu có thể thu được trong các điều kiện fadingđộc lập. Phân tập thời gian đạt được bằng cách kết hợp với mã hóa kênh, đan xenvà phát lại.

<i><b>1.4.3. Kỹ thuật phân tập tần số (Frequency Diversity)</b></i>

Phân tập tần số truyền thơng tin trên nhiều tần số sóng mang khác nhau. Cơsở của kỹ thuật này là các tần số sóng mang được chia ra từ dải thông liên kết củakênh sẽ bị ảnh hưởng của fading khác nhau. Theo lý thuyết, nếu các kênh này làkhông tương quan, xác suất của fading tức thời là tích của các xác suất fading riênglẻ.

Phân tập tần số thường được sử dụng trong các đường truyền sóng ngắn cótầm nhìn thẳng trong đó mang một số kệnh ghép kênh phân chia theo tần số(FDM). Sự lan truyền tầng đối lưu và sự khúc xạ làm xuất hiện fading xâu. Kỹthuật này có nhược điểm là phải có độ rộng băng tần dư và máy thu có số kênhbằng số kênh dùng trong phân tập tần số

<b>1.5. Các phương pháp tổ hợp phân tập</b>

15

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Đặc điểm chính của các kỹ thuật phân tập là giảm xác suất fading sâu tứcthời trong các kênh con phân tập khác nhau. Nói chung, hiệu suất của các hệ thốngtruyền thông với các kỹ thuật phân tập phụ thuộc vào các phiên bản của tín hiệukết hợp với nhau như thế nào ở bộ thu để tăng tỉ số SNR tại bộ thu. Do đó cácnguyên lý phân tập cũng được phân chia theo các kiểu tổ hợp tại bộ thu. Dựa vàođộ phức tạp thực thi và mức thông tin trạng thái kênh được yêu cầu bởi phươngpháp tổ hợp tại bộ thu. Có bốn loại kỹ thuật tổ hợp chính:

- Tổ hợp chọn lọc.- Tổ hợp chuyển mạch.- Tổ hợp độ lợi bằng nhau.- Tổ hợp tỉ số cực đại.

<i><b>1.5.1. Tổ hợp chọn lọc</b></i>

Tổ hợp chọn lọc là phương pháp tổ hợp phân tập đơn giản. Giả sử có Mkênh fading Rayleigh độc lập ở bộ thu, mỗi kênh được gọi là một nhánh phân tập.M bộ giải điều chế được dùng để cấp cho nhánh phân tập, với độ khuếch đại đượcđiều chỉnh để tỉ số SNR trung bình của mỗi nhánh là như nhau. Tại phía thu, nhánhcó tỉ số SNR tức thời cao nhất sẽ được kết nối tới bộ giải điều chế. Bản thân các tínhiệu anten có thể được lấy mẫu và tín hiệu tốt nhất trong số đó sẽ được gửi tới bộgiải điều chế đơn đơn. Trong thực tế, nhánh có giá trị (S + N) / N lớn nhất sẽ đượcsử dụng, do việc đo được chính xác tỉ số SNR là khó.

Một hệ thống phân tập dùng tổ hợp chọn lọc thực tế không thể thực hiệnđược đúng các giá trị tức thời. Vì thế hằng số thời gian của mạch điện lựa chọn nhỏhơn nghịch đảo tốc độ fading tín hiệu.

16

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<i>Hình 1.7: Sơ đồ khối bộ phân tập chọn lọc</i>

Phân tập chọn lọc có thể được thực hiện dễ dàng bởi vì chỉ cần một bộ điềukhiển và một khóa chuyển mạch ở anten thu. Tuy nhiên, đây khơng phải là kỹ thuậtphân tập tối ưu vì nó khơng sử dụng tất cả các nhánh có thể cùng một lúc.

<i><b>1.5.2. Tổ hợp chuyển mạch</b></i>

Trong một hệ thống phân tập dùng tổ hợp chuyển mạch, bộ thu quét tất cảcác nhánh phân tập và chọn ra một nhánh có tỉ số SNR cao hơn một ngưỡng đượcđặt trước. Tín hiệu này được chọn làm lối ra cho đến khi tỉ số SNR của nhánh phântập này nhỏ hơn ngưỡng. Khi đó, bộ thu sẽ bắt đầu quét lại và chuyển tới nhánhkhác. Nguyên lý này còn được gọi là phân tập quét.

17

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<i>Hình 1.8: Sơ đồ khối bộ phân tập quét</i>

So với phân tập chọn lọc, phân tập chuyển mạch kém hơn vì nó lựa chọnkhơng liên tục các tín hiệu tức thời tốt nhất. Tuy nhiên, nó thực hiện đơn giản hơnvì nó khơng u cầu sự liên tục và tức thời của các nhánh phân tập.

Đối với hai phương pháp phân tập chọn lọc và quét tín hiệu lối ra chỉ bằngmột trong các nhánh phân tập. Hơn nữa, chúng không yêu cầu phải biết về thơngtin trạng thái kênh. Do đó hai phương pháp này có thể được sử dụng trong các bộtổ hợp với các bộ điều chế kết hợp cũng như không kết hợp

<i><b>1.5.3. Tổ hợp độ lợi bằng nhau</b></i>

Tổ hợp độ lợi bằng nhau không phải là phương pháp tốt nhất như nó làphương pháp tổ hợp tuyến tính đơn giản. Phương pháp này không yêu cầu sự ướclượng biên độ của fading của mỗi nhánh riêng lẻ. Thay vào đó, bộ thu gắn cáctrọng số cho các tín hiệu điện thế <i><small>r</small><sub>i</sub></i> đều bằng nhau. Theo cách này, tất cả các tínhiệu thu được được quay đồng pha sau đó được cộng với nhau với hệ số bằngnhau. Hiệu quả của tổ hợp độ lợi bằng nhau chỉ thấp hơn tổ hợp tỉ số cực đại một ítnhưng độ phức tạp khi thực thi thì ít hơn nhiều so với tổ hợp tỉ số cực đại.

<i><b>1.5.4. Tổ hợp tỉ số cực đại</b></i>

Trong tổ hợp tỉ số cực đại, các tín hiêu điện thế <i><small>r</small><sub>i</sub></i> từ mỗi nhánh phân tậpđược quay đồng pha để đưa vào bộ cộng thế và được gắn trọng số riêng để đưa vàobộ tối ưu hóa tỉ số SNR.

<i>Hình 1.9: Sơ đồ bộ tổ hợp tỉ số cực đại</i>

18

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Ta thấy tổ hợp tỉ số cực đại đưua ra ở lối ra tỉ số SNR bằng rổng của cácSNR riêng lẻ, vì vậy ưu điểm của nó là có thể đưa ra ở lối ra một tỉ số SNR có thểchấp nhận được ngay khi các tín hiệu lối vào riêng lẻ có tỉ số SNR nhỏ. Kỹ thuậtnày làm giảm ảnh hưởng của fading tốt nhất trong các bộ tổ hợp phân tập tuyếntính hiện nay. Kỹ thuật xử lý tín hiệu số và các bộ thu số hiện đại cũng đang sửdụng kỹ thuật này.

19

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<b>CHƯƠNG 2: MÃ HĨA KHƠNG GIAN – THỜI GIAN</b>

<b>2.1. Giới thiệu chung</b>

Để đáp ứng được yêu cầu truyền dữ liệu tốc độ cao và nâng cao dung lượngcủa hệ thống trơng mạng viễn thơng thì ngày nay các kĩ thuật mã hóa kênh ra đờiđể truyền dữ liệu đi một cách nhanh chóng, ít lỗi và hiệu quả hơn, đặc biệt là trongtruyền dẫn nhiều đầu vào và đầu ra như MIMO. Chương này sẽ trình bày về kỹthuật mã hóa khơng gian - thời gian với các nội dung sau:

- Tổng quan về mã hóa khơng gian – thời gian (Space Time Coding –STC).

- Phương pháp mã hóa lưới không gian – thời gian (Space Time TrellisCode – STTC) trong hệ thống MIMO.

- Phương pháp mã hóa khối không gian – thời gian (Space Time BlockCode – STBC) trong hệ thống MIMO.

<b>2.2. Tổng quan về kĩ thuật mã hóa khơng gian - thời gian</b>

Mã khơng thời gian là một kỹ thuật mã hóa được sử dụng với nhiều antenphát. Việc mã hóa được thực hiện trong cả miền không gian và thời gian để đưa rasự tương quan giữa các tín hiệu phát từ các anten khác nhau tại các chu kỳ khácnhau. Sự tương quan không gian – thời gian được sử dụng để khai thác fading kênhMIMO và cực tiểu hóa các lỗi phát tại máy thu. Mã khơng gian – thời gian có thểđạt được phân tập phát và hệ số công suất qua các hệ thống khơng mã hóa khơnggian mà khơng cần tốn băng tần.

Mục đích của mã khơng gian – thời gian là đạt được sự phân tập cực đại, hệsố mã cực đại và dung lượng cao nhất có thể được. Sự phức tạp của bộ giải mãcũng rất quan trọng. Trong hệ truyền thông không dây, máy thu phát di động bịgiới hạn cơng suất bởi pin và kích thước nhỏ. Để cải thiện tuổi thọ của pin chủ yếulà giảm độ phức tạp mã hóa và giải mã. Mặt khác, trạm cơ sở không bị giới hạn bởicông suất và kích thước. Trong thực tế, mọi hệ thống có độ phức tạp rất thấp vớinhiều anten phát là mong ước trong truyền thông.

20

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Mã không thời gian có nhiều loại như mã khối khơng gian – thời gian, mãlưới không thời gian, v.v. Mã khối không gian – thời gian là một nguyên lý đápứng được các yêu cầu trong truyền thông. Mã khối không gian – thời gian có thểđược xem như một sơ đồ điều chế cho nhiều anten phát phân tập đầy đủ và mã hóa,giải mã có độ phức tạp thấp.

<b>2.3. Mã không thời gian Alamouti</b>

Nguyên lý Alamouti được Siavash M.Alamouti đưa ra trong bài báo “ASimple Transmit Diversity Technique for Wireless Communication” của chínhmình năm 1998 [4]. Nguyên lý Alamouti là mã khối không gian – thời gian đầutiên đưa ra phân tập phát đầy đủ cho các hệ thống với hai anten phát. Các nguyênlý phân tập trễ cũng đạt được phân tập đầy đủ nhưng chúng đưa vào nhiễu giữa cácký hiệu và ở bộ thu địi hỏi các bộ tách sóng phức tạp. Phần nay trình bày về cácthuật tốn mã hóa, giải mã và hiệu quả của kỹ thuật phân tập phát của Alamouti.

<i><b>2.3.1. Mã hóa khơng thời gian Alamouti</b></i>

<i>Hình 2.1: Sơ đồ khối của bộ mã hóa khơng thời gian Alamouti</i>

Giả sử, ta sử dụng một sơ đồ điều chế mảng M phần tử như hình 2.1. Trongbộ mã hóa khơng thời gian Alamouti, mỗi nhóm m bit thơng tin được điều chế đầutiên, trong đó m = <small>log</small><sub>2</sub><i><small>M</small></i>. Sau đó, bộ mã hóa lấy một khối hai ký hiệu đã được điềuchế là <i><small>x</small></i><sub>1</sub> và <i><small>x</small></i><sub>2</sub> trong mỗi hoạt động mã hóa và đặt chúng tới các anten phát theo matrận X như sau:

</div>

×