Nghiên cứu phát triển kỹ thuật mã hóa mạng lớp vật lý trong hệ thống chuyển tiếp vô tuyến hai chiều tt

Bậ QUẩC PHNG
HC VIN Kò THUT QUN Sĩ

NGUYN HU MINH

NGHIN CU PHT TRIN Kò THUT
M HA MNG LẻP VT Lị TRONG H THẩNG
CHUYN TIP Vặ TUYN HAI CHIU

Chuyản ngh nh: Kò THUT
MÂ số: 9 52 02 03

IN T

TM TT LUN N TIN S Kò THUT

H Nởi - Nôm 2019


CặNG TRNH ìẹC HON THNH TI

DANH MệC CặNG TRNH

CặNG Bẩ

HC VIN Kò THUT QUN Sĩ - Bậ QUẩC PHNG.

1. N. H. Minh, P. V. Bin v T. X. Nam, NƠng cao phâm chĐt cho hằ thống
chuyn tiáp hai chiãu sỷ dửng Ănh xÔ m hõa mÔng phi tuyán, TÔp chẵ
Nghiản cựu KH & CN QuƠn sỹ, số 56, trang 76-85, thĂng 8 nôm 2018.
Ngữới hữợng dăn khoa hồc: 1. TS. PhÔm Vôn Bin

2. H. M. Nguyen, X. N. Tran, V. B. Pham, and T. N. Tran, Channel
quantization-based physical-layer network coding for two-way relay STBC

2. PGS. TS. TrƯn XuƠn Nam

system, Vietnam Journal of Computer Science, Springer, vol. 5, Issue 1,
pp. 59-66, February. 2018.
3. H. M. Nguyen, X. N. Tran, V. B. Pham, and C. D. Nguyen, Linear Net-work

PhÊn biằn 1: PGS. TS Trnh Anh Vụ

Coding Using Channel Quantization Combining with SIC Based Estimation for Multiple Antenna Systems," AEU-International Journal of Elec-

PhÊn biằn 2: PGS. TS Lả Nhêt Thông

tronics and Communications, Elsevier, vol.95, pp.107-117, October, 2018.
4. H. M. Nguyen, X. N. Tran, V. B. Pham, and C. D. Nguyen, Low-Complexity

Estimation for Spatially Modulated Physical-Layer Network Coding SysPhÊn biằn 3: PGS. TS Ho ng MÔnh Th-ng

tems," Wireless Communications and Mobile Computing, vol. 2018, Article
ID 6310519, 13 pages, 2018. />5. H. M. Nguyen, V. B. Pham, X. N. Tran, and T. N. Tran, Channel Quan-

Luên Ăn s ữủc bÊo vằ trữợc Hởi ỗng Ănh giĂ luên Ăn cĐp Hồc viằn theo Quyát
nh số 1154/Q -HV ng y 17 thĂng 4 nôm 2019 cừa GiĂm ốc Hồc viằn K thuêt
QuƠn sỹ, hồp tÔi Hồc viằn K thuêt QuƠn sỹ v o hỗi 14 giớ 00 ng y 14 thĂng 4
nôm 2019

tization Based Physical-Layer Network Coding for MIMO Two-Way Relay

Networks, In Proc. IEEE Int. Advanced Technol. Commun. (ATC), 2016,
pp. 197-203.
6. T. T. Nghiằp, P. V. Bin v N. H. Minh, iãu chá khổng gian phƠn tĂn cho cĂc

mÔng vổ tuyán hủp tĂc sỷ dửng cĂc nút chuyn tiáp a ông ten, TÔp chẵ
Khoa hồc v K thuêt, HVKTQS, số 185, trang 80-92, 8/2017.
7. T. N. Tran, V. B. Pham, and H. M. Nguyen, Improving performance of the
asynchronous cooperative relay networks with maximum ratio combining and
Cõ th tẳm hiu luên Ăn tÔi:

transmit antenna selection technique, VNU Journal of Science: Computer

- Thữ viằn Quốc gia Viằt Nam
- Thữ viằn Hồc viằn K thuêt QuƠn sỹ.

Science and Communication Engineering, vol. 33, no. 1, pp. 28-35, 1/2017.


KT LUN V HìẻNG NGHIN CU TìèNG LAI
A. Kát luên
Nởi dung luên Ăn trữợc hát  giợi thiằu khĂi quĂt nhỳng kián thực cỡ bÊn vã
mÔng chuyn tiáp vổ tuyán hai chiãu v cĂc k thuêt nhơm nƠng cao hiằu quÊ
truyãn dăn. CĂc k thuêt nghiản cựu bao gỗm: k thuêt m hõa mÔng, k thuêt
truyãn dăn MIMO v k thuêt iãu chá khổng gian cho chuyn tiáp hai chiãu. Ngo
i ra, cĂc cổng trẳnh liản quan trỹc tiáp án nởi dung luên Ăn cụng ữủc nghiản
cựu. Trản cỡ s õ, luên Ăn  ã xuĐt k thuêt m hõa mÔng sỷ dửng Ănh xÔ phi
tuyán v Ănh xÔ tuyán tẵnh dỹa trản phữỡng phĂp ữợc lữủng ở phực tÔp thĐp Ôt
ữủc phâm chĐt cao. Ngo i ra, luên Ăn cỏn ã xuĐt kát hủp giỳa k thuêt m hõa
mÔng vợi cĂc k thuêt khĂc nhữ STBC, SM nhơm Ôt hiằu quÊ truyãn dăn cao
cho chuyn tiáp vổ tuyán hai chiãu. Tõm t-t nhỳng õng gõp cừa luên Ăn, cụng

nhữ ã xuĐt mởt số hữợng nghiản cựu tiáp theo trong tữỡng lai ữủc trẳnh b y
dữợi Ơy.
B. Hữợng phĂt trin tiáp theo
Mc dũ luên Ăn  têp trung nghiản cựu nhỳng lỵ thuyát cỡ bÊn cụng nhữ ã
xuĐt cĂc k thuêt cho truyãn dăn chuyn tiáp vổ tuyán hai chiãu. Tuy nhiản,
theo nhên nh chừ quan cừa nghiản cựu sinh, cõ mởt số vĐn ã cƯn tiáp tửc ữủc
nghiản cựu v thỹc hiằn trong tữỡng lai:
1. Nghiản cựu giÊm ở phực tÔp ữợc lữủng v m hõa cho k thuêt ghp kảnh
khổng gian trong chuyn tiáp hai chiãu, sỷ dửng nhiãu dÔng tẵn hiằu cõ
bêc iãu chá cao hỡn;
2. Nghiản cựu k thuêt chuyn tiáp hai chiãu song cổng (FD: Full-Duplex)
Ôt ữủc hiằu quÊ sỷ dửng phờ cao;
3. Nghiản cựu m rởng cho hằ thống chuyn tiáp hai chiãu cõ nhiãu chng
chuyn tiáp;
4. Nghiản cựu cÊi thiằn phâm chĐt hằ thống truyãn dăn chuyn tiáp hai
chiãu trong mổi trữớng kảnh pha- inh chồn lồc tƯn số;
5. Nghiản cựu hiằn thỹc hõa cĂc kát quÊ Ôt ữủc trản phƯn cựng.

24

Mé

U

1. Bối cÊnh nghiản cựu
m rởng phÔm vi kát nối v nƠng cao hiằu quÊ truyãn dăn cho mÔng vổ
tuyán thá hằ mợi, gƯn Ơy cĂc vĐn ã liản quan án mÔng chuyn tiáp vổ tuyán hai
chiãu  nhên ữủc nhiãu sỹ quan tƠm cừa cĂc nh nghiản cựu. Trong cĂc nghiản
cựu vã mÔng chuyn tiáp hai chiãu, viằc nghiản cựu xỷ lỵ tÔi nút chuyn tiáp
õng mởt vai trỏ quan trồng, giúp nƠng cao hiằu quÊ truyãn dăn. Trong số cĂc

nghiản cựu õ, k thuêt cốt lói l m hõa mÔng lợp vêt lỵ (PNC: Physical-layer
Network Coding). Nguyản nhƠn l do k thuêt n y cho php giÊm thới gian
truyãn dăn, giúp l m tông thổng lữủng mÔng lản gĐp ổi so vợi chuyn tiáp
truyãn thống khổng sỷ dửng m hõa mÔng.
nƠng cao hỡn nỳa hiằu quÊ truyãn dăn, PNC cõ th kát hủp thảm cĂc k
thuêt khĂc nhữ ghp kảnh phƠn chia theo khổng gian (SDM: Spatial Division
Multiplexing), tÔo dÔng búp sõng (BM: Beamforming) hay cỏn gồi l hằ thống
tiãn m hõa (Pre-coding) hoc kát hủp phĂt m khổng gian thới gian (STC:
Space Time Code). Trong số õ, do k thuêt SDM sỷ dửng nhiãu ông-ten phĂt
nản cƯn yảu cƯu ỗng bở giỳa cĂc ông-ten phĂt, dăn án hằ thống s phực tÔp.
Ngo i ra, nhiạu ỗng kảnh tĂc ởng tÔi Ưu v o ông-ten thu l m giÊm chĐt lữủng hằ
thống cụng nhữ l m tông ở phực tÔp xỷ lỵ tÔi nút chuyn tiáp. K thuêt tiãn mÂ
hõa giúp ỡn giÊn cho xỷ lỵ tÔi nút chuyn tiáp những trÊ giĂ l mĂy phĂt yảu cƯu
biát trữợc thổng tin trÔng thĂi kảnh truyãn. Ngo i ra, quĂ trẳnh xỷ lỵ tÔi mĂy
phĂt cừa cĂc nút Ưu cuối tr nản phực tÔp khi cõ thảm cĂc bở tiãn xỷ lỵ. Vợi cĂc
nhữủc im õ, k thuêt SDM v tiãn m hõa ẵt ữủc quan tƠm nghiản cựu trong
mÔng chuyn tiáp hai chiãu. Trong số cĂc k thuêt phĂt m STC sỷ dửng cho
chuyn tiáp hai chiãu, m khối khổng gian thới gian (STBC: Space Time Block
Code), tiảu biu l m Alamouti nhên ữủc nhiãu quan tƠm nghiản cựu. Nguyản
nhƠn l do k thuêt n y Ôt ữủc bêc phƠn têp to n phƯn, trong khi mĂy phĂt khổng
cƯn biát CSI. Ngo i ra viằc xỷ lỵ tẵn hiằu tÔi cĂc mĂy phĂt/thu cụng ỡn giÊn. Vẳ
vêy, nghiản cựu k thuêt STBC cho truyãn dăn chuyn tiáp hai chiãu s gõp
phƯn mang lÔi hiằu quÊ truyãn dăn cao. Mởt k thuêt mợi tiản tián ữủc nghiản
cựu nhiãu gƯn Ơy l iãu chá khổng gian (SM: Spatial Modulation) cho php nhên
ữủc tông ẵch ghp kảnh. K thuêt SM cỏn cõ nhiãu ữu im nời bêt hỡn so vợi
SDM nhữ: ch cƯn
1


ã xuĐt giÊi phĂp ữợc lữủng v Ănh xÔ phi tuyán trong k thuêt m hõa

mÔng lợp vêt lỵ kát hủp vợi k thuêt m khổng gian-thới gian STBC, cho
php cÊi thiằn phâm chĐt hằ thống chuyn tiáp hai chiãu;
ã xuĐt giÊi phĂp ữợc lữủng tẵn hiằu cõ ở phực tÔp thĐp cho k thuêt m
 hoĂ mÔng lợp vêt lỵ Ănh xÔ tuyán tẵnh dỹa trản k thuêt lữủng tỷ hõa
kảnh v kát hủp k thuêt khỷ nhiạu nối tiáp SIC cÊi tián, trong khi văn Êm
bÊo phâm chĐt cừa hằ thống;
ã xuĐt giÊi phĂp ữợc lữủng tẵn hiằu cõ ở phực tÔp thĐp cho hằ thống
chuyn tiáp hai chiãu kát hủp giỳa m hoĂ mÔng lợp vêt lỵ Ănh xÔ tuyán
tẵnh v iãu chá khổng gian, cho php cÊi thiằn phâm chĐt hằ thống.

100
101

ucuinucuiBER()

)
ucuinucuiBER(

mởt bở cao tƯn phĂt chung cho tĐt cÊ cĂc ông-ten. Do vêy, tÔi mội thới im
ch mởt ông-ten ữủc kẵch hoÔt nản khổng cƯn ỗng bở giỳa cĂc ông-ten cừa
mĂy phĂt, khổng xây ra hiằn tữủng nhiạu ICI tÔi mĂy thu. Ngo i ra, viằc ữợc
lữủng tẵn hiằu tÔi mĂy thu cụng ỡn giÊn hỡn so vợi hằ thống SDM. Cõ th nõi,
nghiản cựu k thuêt SM trong truyãn dăn chuyn tiáp vổ tuyán hai chiãu cõ ỵ
nghắa quan trồng, gõp phƯn nƠng cao hiằu quÊ truyãn dăn.
Qua phƠn tẵch trản, nghiản cựu sinh nhên thĐy, viằc nghiản cựu k
thuêt m hõa mÔng lợp vêt lỵ cõ vai trỏ hát sực quan trồng, giúp nƠng cao hiằu
quÊ truyãn dăn. Hỡn nỳa, nghiản cựu kát hủp giỳa k thuêt m hõa mÔng lợp vêt
lỵ vợi cĂc k thuêt khĂc nhữ STBC hoc SM cụng l hữợng nghiản cựu Ưy trin
vồng, gõp phƯn nƠng cao phâm chĐt hằ thống cụng nhữ cÊi thiằn hiằu quÊ
sỷ dửng phờ trong iãu kiằn phờ tƯn số cĐp phĂt hÔn chá. Chẵnh vẳ vêy,

nghiản cựu sinh  lỹa chồn v thỹc hiằn ã t i Nghiản cựu phĂt trin k thuêt mÂ
hõa mÔng lợp vêt lỵ trong hằ thống chuyn tiáp vổ tuyán hai chiãu . Thỹc hiằn
th nh cổng ã t i n y s gõp phƯn nƠng cao chĐt lữủng truyãn dăn cho mÔng
chuyn tiáp vổ tuyán hai chiãu nõi riảng v cho mÔng thổng tin vổ tuyán thá hằ
mợi nõi chung.
2. õng gõp cừa Luên Ăn
Mởt số õng gõp chẵnh cừa Luên Ăn cõ th ữủc tõm t-t nhữ sau:

100
101

104

104

102

102

103

103
xut SMQSIC 2x2x2 4QAM

105

xut SMQSIC 4x4x4 16QAM

SIMOML 1x2x1 8PSK
SM-ML 2x2x2 4QAM [62]

0

5

10

15

20

25

105

30

SNR [dB]

SIMOML 1x4x1 64QAM
SM-ML 4x4x4 16QAM [62]

0

5

10

15

20

25

SNR [dB]

Hẳnh 4.3: Phâm chĐt BER Ưu cuối án Ưu cuối tÔi hiằu quÊ sỷ dửng phờ 3
bẵt/s/Hz, vợi N = 2; M = 4 v 6 bẵt/s/Hz, vợi N = 4; M = 16.
km mởt ẵt khoÊng 0; 7 dB tÔi hiằu quÊ phờ thĐp. Khi so sĂnh tÔi hiằu quÊ
phờ cao, cÊ hai phữỡng phĂp n y tữỡng ữỡng.
Kát quÊ so sĂnh hiằu quÊ xỷ lỵ trong BÊng 4.1 cho thĐy, ã xuĐt SM-QSIC
cõ ở phực tÔp phử thuởc ẵt v o bêc iãu chá M, chừ yáu phử thuởc v o số lữủng
ông-ten N ữủc trang b v hiằu quÊ hỡn so vợi cĂc phữỡng phĂp khĂc.

BÊng 4.1: So sĂnh hiằu quÊ ở phực tÔp [flop/symbol] theo M v N
CĐu hẳnh
ã xuĐt SM-QSIC
SM-ML
EGA
EQRP

4.4

N=2

N=4

M=4

M = 16

M = 64

M=4

M = 16

M = 64

334
624
48
56

367
998.4
256.8
262.4

410
159.744
163.848
164.096

352.4
505.6
392
392

363.5

808.96
896.0
972.8

378.9
129.433.6
557.312
561.152

Kát luên chữỡng

3. Bố cửc Luên Ăn
Luên Ăn gỗm 144 trang, ngo i cĂc phƯn: M Ưu; kát luên v hữợng phĂt trin cừa
luên Ăn; Danh mửc cĂc cổng trẳnh cổng bố; v T i liằu tham khÊo, luên Ăn
chia th nh 4 chữỡng nhữ trẳnh b y tiáp theo.

Trong chữỡng n y, Luên Ăn  ã xuĐt phữỡng phĂp ữợc lữủng cõ ở phực tÔp
thĐp cho mổ hẳnh chuyn tiáp hai chiãu cõ sỷ dửng k thuêt SM kát hủp PNC
Ănh xÔ tuyán tẵnh. ở phực tÔp thĐp cừa phữỡng phĂp nhên ữủc nhớ Ăp dửng
lữủng tỷ hõa kảnh kát hủp loÔi nhiạu SIC lp. Trong õ, ở phực tÔp ữợc lữủng
mởt chỏm sao vuổng ữủc giÊm nhọ Ăng k so vợi phữỡng phĂp truyãn thống.
Ngo i ra, giÊi phĂp ữợc lữủng lƯn lữủt ch số ông-ten kẵch hoÔt v kỵ hiằu iãu
chá M-QAM giúp giÊm thiu Ăng k ở phực tÔp ữợc lữủng.

2

23


SIC lƯn thự 2: Quyát nh cp kỵ hiằu iãu chá M-QAM.

w(^(1)u;v^) r(^(1u;v;2)^)x~(^(2)u;v^)

x^(1) = Q

r(^(1u;v;1)^)

0
x^

(2)

r(1;2)

(^u;v^)

=Q

w(1)

!

(2;2)

(1;2)
(1;1)

r

x^(1)

(^u;v^)

2

(^u;v^)

2

(1)
(2) + r
B
(^u;v^)
(^u;v^)
Kát quÊ ữợc lữủng (^u; v^), (^x ; x^ ) s ữủc m th nh u
@

4.3

phĂt quÊng bĂ thổng tin n y

CHUYN TIP Vặ TUYN HAI CHIU
(4.17)

:
A

(R)

r

iãu chá khổng gian

Kò THUT TRUYN DN Cè BN TRONG MNG

1
+ r(2;2) w(2)

(^u;v^) (^u;v^)

(R)

C

v

án cĂc nút

x , sỷ dửng
Ưu cuối.

Kát quÊ mổ phọng v phƠn tẵch phâm chĐt

100

100

Chữỡng 1

(4.16)

;

Nởi dung Chữỡng n y nghiản cựu cĂc vĐn ã tờng quan vã mÔng chuyn tiáp
vổ tuyán hai chiãu v cĂc k thuêt cỡ bÊn nhơm nƠng cao hiằu quÊ truyãn dăn.
Trản cỡ s nghiản cựu ữu im v nhữủc im cừa cĂc k thuêt truyãn dăn cụng
nhữ cĂc cổng trẳnh liản quan án nhỳng k thuêt n y, tứ õ nghiản cựu sinh xĂc
nh cĂc nởi dung nghiản cựu cừa luên Ăn nhữ sau:
Nghiản cựu k thuêt m hõa mÔng lợp vêt lỵ sỷ dửng Ănh xÔ phi tuyán.

xut SMQSIC 8x8x8 4QAM
SIMOML 1x8x1 32QAM

1

10

1

SMML 8x8x8 4QAM [21]

Nghiản cựu kát hủp k thuêt m hõa mÔng lợp vêt lỵ Ănh xÔ phi tuyán vợi
k thuêt MIMO-STBC.

10
102

BE
R

BE

R

102

Nghiản cựu k thuêt m hõa mÔng lợp vêt lỵ sỷ dửng Ănh xÔ tuyán tẵnh.

103
103
104

104
10

xut SMQSIC 4x4x4 4QAM
SIMOML 1x4x1 16QAM
SMML 4x4x4 4QAM [21]

5

0

105
5

10

15

20

SNR [dB]

10

5

0

5

10

15

20

Nghiản cựu kát hủp k thuêt m hõa mÔng lợp vêt lỵ Ănh xÔ tuyán tẵnh
vợi k thuêt iãu chá khổng gian.

SNR [dB]

Hẳnh 4.2: Phâm chĐt BER trong trữớng hủp hiằu quÊ sỷ dửng phờ 4
bẵt/s/Hz, vợi N = 4; M = 4 v 5 bẵt/s/Hz, vợi N = 8; M = 4.
Hẳnh 4.2 so sĂnh phâm chĐt BER tÔi hiằu quÊ phờ lƯn lữủt l 4 bẵt/s/Hz, 5
bẵt/s/Hz. Kát quÊ cho thĐy, phâm chĐt BER cừa phữỡng phĂp ữợc lữủng ã xuĐt
xĐp x phữỡng phĂp SM-ML. So vợi phữỡng phĂp SIMO-ML cũng tốc ở truyãn dăn v
cũng số ông-ten thu tÔi nút chuyn tiáp, phữỡng phĂp ã xuĐt nhên ữủc tông ẵch
3

SNR cao hỡn. Cử th, tÔi BER = 10 , phữỡng phĂp ã xuĐt SM-QSIC nhên ữủc tông

ẵch SNR lợn hỡn khoÊng 4 dB tÔi hiằu quÊ phờ 4 bẵt/s/Hz, khoÊng 7; 5 dB tÔi
hiằu quÊ phờ 5 bẵt/s/Hz.

Hẳnh 4.3 so sĂnh phâm chĐt BER tÔi cĂc nút Ưu cuối tÔi hiằu quÊ phờ lƯn
lữủt l 4 bẵt/s/Hz v 6 bẵt/s/Hz. Kát quÊ cho thĐy, phâm chĐt BER cừa hằ
thống ã xuĐt hiằu quÊ hỡn nhiãu so vợi hằ thống SIMO khổng sỷ dửng iãu chá
khổng gian. So sĂnh vợi SM-ML, phữỡng phĂp ã xuĐt cõ tông ẵch SNR

22

Mửc tiảu cƯn

Ôt ữủc cừa cĂc hữợng nghiản cựu trong luên Ăn l :

ã xuĐt hằ thống cõ phâm chĐt nhữ SER, thổng lữủng cao so vợi cĂc
phữỡng phĂp khĂc, vợi ở phực tÔp xỷ lỵ tẵnh toĂn tÔi nút chuyn tiáp chĐp
nhên ữủc.
GiÊm Ăng k ở phực tÔp tẵnh toĂn tÔi nút chuyn tiáp trong khi phâm
chĐt SER suy giÊm khổng Ăng k so vợi phữỡng phĂp ữợc lữủng v mÂ
hõa mÔng sỷ dửng ML.
Trản cỡ s cĂc hữợng nghiản cựu  xĂc nh v cĂc mửc tiảu cƯn Ôt ữủc, nởi
dung luên Ăn lƯn lữủt giÊi quyát cĂc vĐn ã n y trong cĂc chữỡng tiáp theo.

3


Náu gồi L l mực lữủng tỷ v chồn L = round r

Chữỡng 2

t x(sum)

4.2.2

= (x + Lx(2)), phữỡng trẳnh (4.8) viát lÔi th nh

(4.9)

w(2) = r2;2x(2) + n(2):
ìợc lữủng dỹa trản loÔi bọ nhiạu SIC lp

SIC lƯn thự 1: ìợc lữủng ch số ông-ten kẵch hoÔt

Xt mổ hẳnh chuyn tiáp hai chiãu ữủc minh hồa nhữ trong Hẳnh 2.1.
x2
h2

(2)

(2)

Bữợc 1: ìợc lữủng sỡ bở th nh phƯn x cõ trong biu thực w :
- Náu M = 4, ữợc lữủng mãm
ữủc thỹc hiằn nhữ sau:
r

w(2) :

x(2) = E x(2)jw(2) = tanh

R

T1

(2;2)

Hẳnh 2.1: Mổ hẳnh mÔng chuyn tiáp hai chiãu.

- Náu M > 4, ữợc lữủng mãm
ữủc thỹc hiằn nhữ sau:
w
8
p
p
w(2)
<
M
1)
sign r
(
khi
> ( M 1);
(2)
r
w(2)

QuĂ trẳnh truyãn dăn giỳa hai nút Ưu cuối ữủc thỹc hiằn trong hai pha: a
truy nhêp (MA: Multiple Access) v quÊng bĂ (BC: Broadcast). Do pha BC hoÔt
ởng tữỡng ữỡng vợi hằ thống liản lÔc im - im, vẳ vêy Luên Ăn ch têp trung
trẳnh b y cho pha MA. Tẵn hiằu nhên ữủc tÔi nút chuyn tiáp trong pha MA l :

1

p dửng ML

x~1;x~22

)
(^x ; x^

(2.1)

2

ữợc lữủng cp tẵn hiằu tứ hai nút nguỗn nhữ sau:
1 2 =
2 ;
1

x~

a rg m in

y

h

(2.2)

w(2)

(2;2)

r(2;2)

x =

(sum)

:

w (1a) = w (1) =r (1;1) = x (sum) + lx (2) + n
(1a)
(sum)
^
lx
H m quyát nh x~
s l x~(sum)

(4.11)

=r (1;1) ;
(2)

(4.12)

.

(sum))

x~

:

+ r(2;2)w(2)

(4.13)

2 + (r(2;2))2

jj

(2.3)

Bữợc 4: Tẵnh sai số ữợc lữủng v quyát nh ch số ông-ten kẵch hoÔt:
(2)
R
x~
(~x( u;v))
;
= w(u;v)
(4.14)
(u;v)
(u;v)
(sum)

(sum)

2

(4.15)
(2.4)
(^u; v^)ML =

arg min
(u;v)2f1;::;Ng

4

1):

M

Bữợc 3: ìợc lữủng th nh phƯn x :

Ưu cuối Tk nhữ sau:

x^Tk = xR xk = xR;rxk;r + jxR;ixk;i; (k = 1; 2):

(1)

w

(2) = Q

ữủc thỹc hiằn nhữ sau:

GiÊi m tẵn hiằu nhên ữủc tÔi nút

p

. t:

l

xR = x^1 x^2 = x^1;rx^2;r + jx^1;ix^2;i;

(

r(2;2)

Bữợc 2: ìợc lữủng tẵn hiằu x

l (w(1a)

1 h 2x~2

(2;2)

khi

(2)

x~(2) = Q
Tứ m tÔo ra tÔi nút chuyn tiáp

(4.10)

2

T2

1
1
y = h1 p x + h2 p x + n = h1x1 + h2x2 + n;

. Kỵ hiằu

w(1) = r1;1x(sum) + r1;1lx(2) + n(1);

2.1
MÂ hõa mÔng lợp vêt lỵ sỷ dửng Ănh xÔ phi tuyán
2.1.1 Mổ hẳnh hằ thống
h1

(1;1)

(1)

CHO MNG CHUYN TIP HAI CHIU

x1

=r

l ở lằch cừa L so vợi r(1;2)=r(1;1).

l = r(1;2)=r(1;1) L

M HA MNG LẻP VT Lị NH X PHI TUYN

(1;2)

21

f

(~x(

(2)
u;v))

g:


Tẵn hiằu y

(R)

(R)

= [y1

= huRx
(1)

ìợc lữủng ML
(1)
(^u; v;^ x^

(2)

tĂch (x ; x ), (u; v) cừa hai nút
(R)
u;v)

)ML =
(x

1;::;N

arg min

(
(1)

(4.1)

+ hvRx

(2)
; x^

2.1.2

(R) T

; ::; yN ] nhên ữủc tÔi nút chuyn tiáp l
(1)
(2)

(1)
(2)
y (R)
+ n;

(1)

y

huRx

Ưu cuối Ts nhữ sau:

(1)

(2)

(2)

2
;

hvRx

(4.2)

ã xuĐt phữỡng phĂp ữợc lữủng v Ănh xÔ m hõa mÔng

Bián ời phữỡng trẳnh tẵn hiằu thu (2.1) vã dÔng:

L = round

4

h1

; l = Res h1

= h1

2

2

h

h2

;x )2

2f

(2.5)

+ Lzx2) + n;
y = h1(x1
trong õ kỵ hiằu Lz = h2=h1 = L + l, vợi L v l ữủc xĂc nh:
h

L;

(2.6)

g

(2)

3

MÂ hõa mÔng thổng qua php toĂn XOR ữủc thỹc hiằn nhữ sau:
(R)
(R)
(2)
(4.3)
^(1)
^(2) ;
^(1) ^ ;
b
b
= bid
bid
= bsb bsb
id
sb
(s)
1
(s)
1
(s)
^

M
(^x ), vợi M 1 1 ( ); M 1 2 ( ).
= M 1 (^u), b^ =
2
trong õ bid
sb
Pha BC: Nút chuyn tiáp phĂt quÊng bĂ án cĂc nút Ưu cuối bơng cĂch iãu
chá SM. GiÊi m thổng tin nhên ữủc chuội bẵt cừa nút ối tĂc nhữ sau:
(2) h
(2)
(2)i h
1
(1)
1
(R)
(1)i
b^ = b^id ; b^sb = M1 (k^) bid ; M1 (^x ) bsb :

Trữớng hủp2

gƯn nhau nản

L

2

2 f 1; aj; 1

jg, do tỗn tÔi nhỳng im trản chỏm sao

ữợc lữủng v

khÊ nông xâyphaAmplitude

m hõa dỹa v o ML truyãn thống (ML-PNC) cõ

ra lội. Vẳ vêy,

thay vẳ sỷ dửng phữỡng phĂp ML truyãn thống,

3

1

4

5

6

0
sau õ ĂnhVuụng Quadra tu rexÔ

d

m  hõ a

tÔo th nh

Luên Ăn ã xuĐt phữỡng phĂp ữợc

-1

b

m x . Phữỡng phĂp n y ữủc gồi l ML

tứ

cừa hai tẵn hiằu n y,

lữủng tờng x1 + Lx2

7

8

9

10

R

c

-2

cÊi tián, kỵ hiằu-3 l EML11-PNC,12 ữủc thỹc hiằn nhữ sau:
-4
-4

2
-3

(4.4)

In-phase

x^ = arg min y

ng Ampha li tudex2A

-2-1

01

2

3

x

1

4

h

;

(2.7)

trong õ x = x1 + Lx2, A l têp hủp cĂc im thuởc chỏm sao ữủc mổ tÊ nhữ

8

(u;v)

(u;v)

R

(u;v)

(4.6)

;

H

H

(R)

=Q y
(u ;v )

9

R2

2

x + n;

(4.7)

(u;v)

0(N 2) 2

7

6

Lữủng tỷ hõa kảnh

(u;v)

w(2)

(u;v)

(u;v)
(2;2)

=r

x(1) + r

x(2)

(u;v)

(u;v)

+ n(2)

(u;v)

4

5

8

9

7

5

d

b

10

c

-2

-3

11

-4

-3

Hẳnh 2.2: Chỏm sao A vợi L 2 f 1;

x(2)
:

(u;v)

ữủc:

-2

12

-10
12
In-phase Am litude

(4.8)

34

ng pha

jg hoc L 2 f 1
Ănh xÔ giĂ tr ữợc
2

jg.
lữủng x^ tÔo

3

th nh tứ m xR thuởc chỏm sao 4-QAM
ữủc
ã xuĐt nhữ trong BÊng 2.1.
Trữớng hủp L 2 f 1 jg: tối
phaữ cƯn8Ănh xÔ9 th nh4 chỏm sao 5-QAM
u
nhữ trong BÊng 2.2.
TÔi Ưu thu, mội nút Ưu cuối nhớ biát ữủc L v thổng tin cừa nõ Â phĂt
7
6
5
i trong pha Ưu tiản, tứ õ giÊi m nhên ữủc thổng tin cừa nút ối tĂc.
ng pha

20

6

0

Vuụng

=r

3

1

Khai trin biu thực w(u;v) trong phữỡng trẳnh (4.7) nhên
+ n (1) ;
(1;1)
(1;2)

w(1)

2
a

1

4

Trữớng hủp L 2 f 1; jg: Kát quÊ

4.2.1

1

2

ng pha

=

(u;v)

3

3

-4

NhƠn hai vá phữỡng trẳnh (4.5) vợi Q(u;v) nhên ữủc:
w

2

-1

PhƠn r QR ma trên H(u;v) trong phữỡng trẳnh (4.5) nhên ữủc:

=Q

4

1

Vuụngpha QuadratureAmplitude

= H(u;v)x + n;

H

trản Hẳnh 2.2 náu L 2 f 1; jg, hoc náu L 2 f 1 jg.

Vuụngpha

4.2 MÂ hõa mÔng dỹa v o ữợc lữủng ở phực tÔp thĐp
ma trên nhữ sau:
Viát lÔi phữỡng trẳnh (4.1) dữợi dÔng vc tỡ v
(R)
y
(4.5)

5


BÊng 2.1: nh xÔ th nh tứ m xR tÔi nút chuyn tiáp khi L 2 f 1;
im trản chỏm sao

GiĂ tr ữợc lữủng x^

{1, 3, 5, 7}
{2, 6}
{4, 8}
{9}

f 2 + 2j; 2 + 2j; 2 2j; 2 2jg
f2j; 2jg
f 2; 2g

f0g

jg

Chữỡng 4

nh xÔ tứ m xR
1+j
1+j
1 j
1 j

KT HẹP M HA MNG LẻP VT Lị NH X
TUYN TNH VẻI
IU CH KHặNG GIAN CHO
CHUYN TIP HAI CHIU
4.1

BÊng 2.2: nh xÔ th nh tứ m xR tÔi nút chuyn tiáp khi L 2 f 1
im trản chỏm sao
{1, 6, 7, 12}
{2, 8}
{3, 9}
{4, 10}

GiĂ tr ữợc lữủng x^
f 1 + 3j; 3 + j; 3 j; 1 3jg
f1 + 3j; 1 jg
f 3 + j; 1 jg
f 1 + j; 3 jg

{5, 11}

f1 + j; 1 3jg

jg

Mổ hẳnh hằ thống kát hủp SM vợi PNC ữủc minh hồa nhữ trong Hẳnh 4.1.

nh xÔ tứ m xR
p
p
8= 165 + j 5 =11
p
p
16=
165 j3=
55
p
p =11
8=

165 + j

j3

p

Tờng quan vã k thuêt SM kát hủp PNC Ănh xÔ tuyán tẵnh dỹa
trản ữợc lữủng ML cho chuyn tiáp hai chiãu

5

N

= 55 p
p
16= 165 j3= 55

N
1R

N
2R

1

2

N

2.1.3

N

N

Kát quÊ mổ phọng v so sĂnh phâm chĐt
1R

CĂc tham số mổ phọng ữủc tẵnh toĂn tÔi nút chuyn tiáp trong pha MA,
trong õ tẵn hiằu sỷ dửng iãu chá 4-QAM v kảnh truyãn l kảnh pha- inh
Rayleigh phng. Thổng lữủng ữủc tẵnh theo cổng thực

= (1 FER)Rlog2M;

(2.8)

trong õ, R l tốc ở truyãn kỵ hiằu, R = 2 ối vợi chuyn tiáp hai chiãu 2 pha, R = 1
ối vợi chuyn tiáp hai chiãu 3 pha. Kỵ hiằu M l bêc iãu chá, FER l t lằ lội khung,
vợi số kỵ hiằu trong mội mởt khung l 20 kỵ hiằu.
Kát quÊ mổ phọng trong Hẳnh 2.3 cho thĐy, phữỡng phĂp ã xuĐt cõ phâm
chĐt SER tốt hỡn so vợi cĂc phữỡng phĂp khĂc cũng sỷ dửng 2 pha truyãn dăn.
3

Cử th, tÔi SER=10 , phữỡng phĂp ã xuĐt nhên ữủc tông ẵch SNR khoÊng 2;
5 dB so vợi CQ-PNC v 2 dB so vợi ML-PNC. Mt khĂc, náu so vợi hằ thống
chuyn tiáp hai chiãu ML-NC sỷ dửng 3 pha truyãn dăn, hằ thống ã xuĐt cõ
phâm chĐt SER tữỡng ữỡng khi SNR cao.
Kát quÊ so sĂnh thổng lữủng cừa hằ thống ã xuĐt so vợi cĂc hằ thống khĂc

6

2R

1

2

Hẳnh 4.1: Mổ hẳnh hằ thống chuyn tiáp hai chiãu sỷ dửng SM kát hủp PNC.

Pha MA: GiÊ sỷ mội nút Ưu cuối Ts; (s = 1; 2) cƯn truyãn i (E +
(s)
(s)
(s)
án nút chuyn tiáp R. Trong õ,
log2N thổng tin
C) bẵt

(s)

b

= fb ; b g

(s)

id(s )

bẵt bid = fb1

sb

; ; bE

E=

g dũng iãu chá lản chỏm sao khổng(s)

gian

nhơm kẵch hoÔt mởt trong số N ông-ten phĂt. C = log 2M bẵt cỏn lÔi bsb =
( s)
( s)
fb 1 ; ; b M g dũng iãu chá chỏm sao tẵn hiằu M-QAM v phĂt i trản
kẵch hoÔt. Tốc ở truyãn tin lúc n y s l
bẵt. Kỵ
ôn ten  ữủc(s)
M ( ) l log2(M N)
), trong õ u 2 f1; ; Ng v
1 ( s)
hiằu u = M1(bid
h m Ănh xÔ chuội bẵt
(s)
th nh ch số ông-ten kẵch hoÔt. Kỵ hiằu x = M2(bsb ) vợi M2( ) l h m Ănh xÔ
(s)
chuội bẵt th nh kỵ hiằu x thuởc chỏm sao M-QAM.

19


VBLASTPNC [65]
Sorted VBLASTPNC [65]

102
K=1

103

104

MLPNC 2 pha

K=3

CQPNC [67]

2.5
2

K=2

K=3
10

20

30

40

50

60

K=1

1

xut QSICPNC

10

5

10

15

20

25

24.5

BÊng 3.1: So sĂnh hiằu quÊ xỷ lỵ theo ỡn v [flop/symbol]
M=4

M = 16

K=3
M = 64

M=4

M = 16

M = 64

70

173

241

466

282

350

570

ML-PNC

155

315

4995

79875

475

7555

120835

68

82

98

131

145

161

113

127

143

222

236

252

CQ-PNC

3.4

K=2

QSIC-PNC

S-VBLAST-PNC
39

25.5

26

2.5
2
1.5
1
0.5

3

5

10

15

20

25

30

35

0

5

10

15

20

25

30

0

0
SNR [dB]

SNR [dB]

Hẳnh 2.3: So sĂnh phâm chĐt SER v thổng lữủng tÔi nút chuyn tiáp.

Kát quÊ so sĂnh ở phực tÔp xỷ lỵ trong BÊng 3.1 cho thĐy, sỡ ỗ ã xuĐt hiằu
quÊ tốt hỡn nhiãu so vợi ML-PNC những km hỡn mởt ẵt so vợi VBLAST-PNC v
Sorted VBLAST-PNC.

VBLAST-PNC

25

3

SNR [dB]

3.3.2 So sĂnh ở phực tÔp xỷ lỵ

M=4

2

30

Hẳnh 3.2: So sĂnh phâm chĐt SER v thổng lữủng trong trữớng hủp M = 4.

K=1

10

MLPNC [72]
Sorted VBLASTPNC [65]

0

10

CĐu hẳnh

2

VBLAS TPNC [65]

0

SNR [dB]

101

1.5

0.5
0

MLPNC 2 pha
MLNC 3 pha
CQPNC [67]

3.5

MLNC 3 pha

3

Thụng

K=2

105

xut EMLPNC 2 pha

xut EMLPNC 2 pha

3.5

gian]

101

4

10

SER

lng trong phaMA ớt Khe(b/ thi gian )

MLPNC [72]

SER

0

4
xut QSICPNC

Thụng lng e[bớt/khthi

0

10

89

153

Kát luên chữỡng

Chữỡng n y ã xuĐt cĐu hẳnh m hõa mÔng lợp vêt lỵ sỷ dửng Ănh xÔ tuyán
tẵnh dỹa trản ữợc lữủng ở phực tÔp thĐp cho kảnh chuyn tiáp hai chiãu. ở
phực tÔp thĐp cừa ữợc lữủng ã xuĐt nhên ữủc nhớ kát hủp giỳa lữủng tỷ hõa
kảnh vợi k thuêt SIC lp cÊi tián. Kát quÊ mổ phọng cho thĐy, phâm chĐt
SER cừa cĐu hẳnh ã xuĐt xĐp x so vợi ML-PNC v hiằu quÊ hỡn so vợi phữỡng
phĂp ã xuĐt trữợc õ. Hỡn nỳa ã xuĐt cõ ở phực tÔp xỷ lỵ tẵnh toĂn tÔi nút
chuyn tiáp thĐp hỡn nhiãu so vợi phữỡng phĂp ML-PNC.
18

cho thĐy, hằ thống sỷ dửng phữỡng phĂp m hõa mÔng ã xuĐt EML-PNC cõ
thổng lữủng cao hỡn so vợi hằ thống sỷ dửng ML truyãn thống v CQ-PNC. Cử
th, so vợi hằ thống sỷ dửng 2 pha truyãn dăn, tÔi SNR=15 dB, hằ thống ã xuĐt
hiằu quÊ hỡn CQ-PNC khoÊng 0; 45 bẵt/khe thới gian v hiằu quÊ hỡn khoÊng
0; 32 bẵt/khe thới gian khi so vợi ML-PNC. Náu so vợi hằ thống ML-NC sỷ
dửng 3 pha truyãn dăn, EML-PNC cõ thổng lữủng tông gĐp 2 lƯn khi SNR 30
dB.

2.2

Kát hủp m hõa mÔng lợp vêt lỵ Ănh xÔ phi tuyán vợi chuyn tiáp
hai chiãu MIMO
2.2.1 Mổ hẳnh chuyn tiáp hai chiãu MIMO-STBC kát hủp PNC
Hẳnh 2.4 minh hồa mổ hẳnh mÔng chuyn tiáp hai chiãu, trong õ tĐt cÊ

cĂc nút trang b hai ông-ten phĂt m STBC.

x

(1)

(1)*

H

x2

1
x (1)

x(1)*

2

H2

(2)

(2)*

x2

1

1

x (2)

1

T1

x

x(2)*

2

R

1

T2

Hẳnh 2.4: Mổ hẳnh chuyn tiáp hai chiãu kát hủp PNC v STBC.
7


Tẵn hiằu nhên ữủc tÔi nút chuyn tiáp

Bữợc 2: LoÔi bọ th nh phƯn nhiạu lx2 cõ trong phữỡng trẳnh (3.13):
_
u

ữủc cho bi:

y = Hx + z;
p dửng phữỡng phĂp phƠn r QR cho ma trên kảnh H nhên ữủc:

(2.9)

H

11

6

0

0

0

0

13

14

33

0

r

0

4

r33

44

NhƠn Q v o hai vá phữỡng trẳnh (2.9) chúng ta

l ma trên

Bữợc 4: Kát hủp v ữợc lữủng sỡ bở th nh phƯn x2.
x2l = Q
_
l (w1a
(x1 + Lx2)) + r
jlj 2

Bữợc 5: Quyát

H

Kỵ hiằu w , [w1; w2; w3; w4] = Q y v
u , [u1; u2; u3; u4]
Chuyn ời phữỡng trẳnh (2.11) vã dÔng nhữ sau:

T

(2.12)

2.2.2 CĐu hẳnh STBC kát hủp PNC

Do x1

= x1

(1)

r (w
1;2

r
1;

1
r

j

1;2

j

2

1x^
1
r

+

j

2;2

2
)+r w :

(3.20)

2;2

j

2

Phữỡng phĂp kát hủp cĂc tẵn hiằu tÔo th nh tứ m x R trong trữớng hủp nút
chuyn tiáp a ông-ten cụng tữỡng tỹ nhữ trữớng hủp ỡn ông ten ữủc biu diạn
trong phữỡng trẳnh (3.8).

3.3 Kát quÊ mổ phọng v phƠn tẵch phâm chĐt
3.3.1 So sĂnh phâm chĐt SER v thổng lữủng

ữủc:

w1 = r11x1(1) + r13x1(2) + r14x2(2) + u1;
w2 = r11x2(1) + r14x1(2) r13x2(2) + u2;

(2.13)

(2.14)

Kát quÊ so sĂnh phâm chĐt SER trản Hẳnh 3.2 cho thĐy, hằ thống ã xuĐt
cõ phâm chĐt xĐp x so vợi ML-PNC v hiằu quÊ hỡn so vợi VBLAST-PNC

w3 = r33x1(2) + u3;
w = r33x2(2) + u4:

(2.15)
(2.16)

vSorted VBLAST-PNC. Cử th, khi K = 2, tÔi SER = 10 , phữỡng phĂp ã xuĐt
QSIC-PNC nhên tông ẵch SNR xĐp x 10; 5 dB so vợi VBLAST-PNC
v 6; 5 dB so vợi Sorted VBLAST-PNC. Mt khĂc, sỡ ỗ ã xuĐt QSIC-PNC cõ
thổng lữủng gƯn bơng vợi ML-PNC v cao hỡn so vợi cĂc sỡ ỗ khĂc. Cử th, khi K = 2
v tÔi SNR=10 dB, thổng lữủng cừa QSIC-PNC cao hỡn so vợi VBLAST-PNC v
Sorted VBLAST-PNC lƯn lữủt khoÊng 1; 25 bẵt/khe thới gian v 0; 7 bẵt/khe thới
gian.

4

(1)

x^2 = Q

(3.19)

c. MÂ hõa mÔng

w = Rx + u:

a. CĐu hẳnh STBC-CQ-PNC
Khai trin phữỡng trẳnh (2.12) nhên

(3.18)

w2

w1a (L + l)x2l:

Bữợc 6: Quyát nh cho tẵn hiằu x2.

= Q H z.

! :

2;2

+ jr 2 ;2 j2

_

ữủc:

(2.11)

(3.17)

nh cho tẵn hiằu x1.

x^1 = Q

QH y = Rx + QH z:
T

1;1

Bữợc 3: ìợc lữủng th nh phƯn tẵn hiằu (x1 + Lx2).
^
(x1 + Lx2) = Q (w1b) :

7

(3.16)

:

+ Lx2 + l(x2 x2) + r

1

(2.10)

5

H

w =x
1b

H = QR;
trong õ, Q l ma trên ỡn nhĐt thọa mÂn iãu kiằn QQ = I4 v R 2 C
tam giĂc trản cõ dÔng nhữ sau:
2
r11 r14 r13 3 :
0
R = QH H =
0
r
r
6 r
7

1

x2

(2)

x2

(2)

x2(2) = x1(1) x2(2) x1(1), vẳ vêy nút chuyn

v
(1)

(2)

tiáp cõ th m hõa cp kỵ hiằu x 1 v x 2 tÔo th nh tứ m xR1 = x
(1)
(2)
dữợi Ơy. Bơng cĂch tữỡng tỹ nhên ữủc tứ m xR2 = x 2 x 1.

8

(1)

1

(2)

x

2

nhữ

3

17


3.2.2 QSIC-PNC cho nút chuyn tiáp

Luêt Ănh xÔ cho STBC-CQ-PNC bao gỗm bốn bữợc:

a ông-ten

PhƠn r QR ma trên kảnh H trong phữỡng trẳnh (3.1) nhên

(3.10)

H = QR0
H

0

trong õ QQ = I; R =

R2

NhƠn hai vá phữỡng

2

(3.1)

QHy = R2
0(K

vợi

H

Q

w2
O(K

2) 2

H

1

2) 1

= Q n. Khai trin biu thực w2

T

t u = [u1 u2; ::; uk]

1

1

trong phữỡng

w =r x +r x +u
1;1 1

1;2 2

;

(1)

a. Lữủng tỷ hõa kảnh
Chia cÊ hai vá biu thực w1 trong phữỡng trẳnh (3.12) cho r1;1 nhên

r1;1 ;

trong õ, L = round

l=

r

r

1;2

ữủc:

r

= x1 + Lx2 + lx2 +
r1;1

< sign
r

:

r

2

11

r

x(2)

r

1

11

11

r

x1

11

(2.19)

11

(2)

(2)

,

x^1 l th nh phƯn nhiạu dữ do lội ữợc lữủng cừa x1 .
trong õ, x1(2)
CĂc giĂ tr L; l ữủc xĂc nh nhữ sau:
; l = l + jl =
L:
(2.20)
L = Lr + jLi = round r11
r
i r11
r

14

14

L.
Bữợc 3: LoÔi bọ nhiạu dữ.
r
(1)
(2)
c
, x1 + Lx2 + l x(2) + 13
1

2

2

p

w22;r

( M 1) khi
khi

2;2

16

w
2r

r
r

2;2

2

trong õ,

(3.15)
p

> (p M
(

M

1)

1)

r

2

(3.14)

2;

2;2

x(2)

1;2

Trữớng hủp iãu chá bêc cao (M > 4):
w2r
x2r = 8
_

(2)
x1

r

Bữợc 1: ìợc lữủng mãm th nh phƯn x2 cõ trong biu thực w2: Vợi
tẵn hiằu 4-QAM:
_
w

= E fx2 jw2 g = tanh r 2 2

w
2r

11

1;1

b. ìợc lữủng dỹa v o triằt nhiạu SIC

x

r

1

r
(3.13)

u1

1;1

r

= x(1)

Bián ời phữỡng trẳnh (2.18) th nh dÔng nhữ sau:
(2)

+u ;
c0 = x1(1) + Lx2(2) + lx2(2) + r13
1

w2 = r2;2x2 + u2;

w1
w1a = r

(2)

Tứ phữỡng trẳnh (2.13) thĐy rơng, náu x 1 v x 2 ữủc xem l tẵn hiằu
(2)
mong muốn thẳ x 1 s l nhiạu. Chia cÊ hai vá phữỡng trẳnh (2.13) cho bữợc
lữủng tỷ r11, thu ữủc:
c = w1
+r14
+r13
+ u1 :
(2.18)

(3.12)

1

(2.17)

n

Bữợc 2: Lữủng tỷ hõa kảnh.

trẳnh (3.11) nhên ữủc:
1

33

= tanh (( r33w4) = n2) :

nhên ữủc:

x + QHn =

2

x^(2)
x^2(2)

(3.11)

(2)

Bữợc 1: ìợc lữủng mãm nhên ữủc x 1 v x 2.
(2)
(2)
Tứ phữỡng trẳnh (2.15), (2.16), ữợc lữủng mãm cừa x 1, x 2 ữủc cho bi:
= tanh ((r w3) = 2 )

l ma trên tam giĂc trản.
0(K 2) 2

trẳnh

(2)

ữủc:

(2)

x(2)2

=x

(2)

2

11

u

x(2) +
1

r

1

(2.21)

;

11

x^(2)2 l th nh phƯn nhiạu dữ do Ênh hững cừa lội ữợc
( k)

( k)

( k)

lữủng x 2. nh nghắa x m , 2s m (1 + j), (m = 1; 2), trong õ x m 2 f 1 jg l
( k)
( k)
kỵ hiằu iãu chá 4-QAM, s m 2 f0; 1; j; 1 + jg l kỵ hiằu chữa iãu chá cừa x m tÔi
nút Ưu cuối Tk. Chuyn ời phữỡng trẳnh (2.21) th nh
dÔng kỵ hiằu chữa iãu chá nhữ sau:

c~1 = 1
2

[c1 + (1 + j) + L (1 + j)] :
9

(2.22)


Quyát nh cựng cừa s

(1)
1

+ Ls

(2)
2

c^1 = round (~c1) =
(1)2 x

s l

s1(1)

+ Ls2

2r11 x

2 (2)

1

(2)

+ e = s1;2 + e;

(2.23)

2r11

trong õ, L = round

+
(2) +
trong õ, e = round
l lội quyát nh do kát quÊ
l
tẵn
hiằu
mong
muốn
cƯn ữợc lữủng.
l m trỏn v s1;2 , s1
+ Ls2
Bữợc 4: Luêt Ănh xÔ PNC.
l

r

(2)

h1;2=h1;1. Phữỡng trẳnh (3.2) ữủc viát lÔi nhữ sau:
w1 = x1 + Lx2 + lx2 + n1 ;
h1;1

; l = res

h

h1;1

+ Trữớng hủp 1: Náu Lr l mởt số l v Li l mởt số chđn. nh xÔ th nh tứ mÂ
PNC ữủc tÔo ra thổng qua luêt quyát nh sau:

h

h

1;2

1;1

= h1;1

u1

13

(3.3)

L:

h

1;2

1;2

b. ìợc lữủng dỹa v o triằt nhiạu SIC

+

Bữợc 1: ìợc lữủng (x1 + Lx2).
^

^

x1 + Lx2 = Q (w1) = Q (x1 + Lx2) + lx2

xR1 =

x1(1)

x2

(2)

= 2 (^c1 mod 2) (1 + j) :

(2.24)

+ Trữớng hủp 2: Náu Lr l mởt số chđn, Li l mởt số l. nh xÔ th nh tứ mÂ
PNC ữủc tÔo ra thổng qua luêt quyát nh sau:

xR1 = x1(1) jx2(2) = 2 (^c1 mod 2) (1 + j) :

1

h1 ;1
n

;

(3.4)

Bữợc 2: ìợc lữủng x2 chựa trong th nh phƯn lx2

x^2l = Q

(2.25)

1

w

! ;

(3.5)

l

(x1 + Lx2)

+ Trữớng hủp 3: Náu Lr v Li cũng chđn hoc cũng l v jLrj > 1 hoc jLij > 1 .
(1)
(2)

x^ 2

Bữợc 3: LoÔi bọ to n bở x2 cõ trong phữỡng trẳnh (3.3) ữợc lữủng x1:

(2)

L

c

= sign

(2.26)
(2.27)

0

x^1 = sign c0 (L + l) x^2

;

Bữợc 4: Cuối cũng, ìợc lữủng to n bở tẵn hiằu x2 thu ữủc.
x^

+ Trữớng hủp 4: Náu jLrj = jLij = 1. Sỷ dửng Ănh xÔ th nh chỏm sao 5-QAM
nhữ trẳnh b y trong BÊng 2.2.
+ Trữớng hủp 5: Náu Lr = Li = 0. (2)
(2)
Quyát nh cựng cừa x 1 v x 2
r w0 r13w0 r33w4
(2)

x^2 = sign

14 12

222

x^1 = sign

r w0 + r14w0 + r w3

13 1233
22 2

;

(2.28)

:

(2.29)

jr13j + jr14j + jr33j
Cuối cũng, cp tẵn hiằu ữợc lữủng ữủc tứ cĂc phữỡng trẳnh (2.28), (2.29)
s ữủc Ănh xÔ th nh tứ m xR1 nhữ trong biu thực (2.3).

10

2

=Q

w1 x^1

:

(3.7)

L+l

c. MÂ hõa mÔng
Tứ m xR tÔo ra nhớ kát hủp tuyán tẵnh cừa cĂc tẵn hiằu nhữ sau:

jr13j + jr14j + jr33j

(2)

(3.6)

x^1 = Q (w1 (L + l)^x2l) :

p

xR = sign (^x1x^2) jx^1x^2j mod M
GiÊi m tuyán tẵnh tÔi nút

(3.8)

Ưu cuối (vẵ dử tÔi S1) thỹc hiằn nhữ sau:

p

x~2 = sign (x1rxR) jx1xRj mod M

15

(3.9)


b. CĐu hẳnh STBC-CQ-PNC thẵch nghi
Trữớng hủp lỹa chồn hai cp
x (2); x2(1) x1(2) , th nh phƯn nhiạu
1(1) 2

Chữỡng 3
M HA MNG LẻP VT Lị NH X TUYN TNH CHO MNG
CHUYN TIP HAI CHIU
3.1

Mổ hẳnh hằ thống

Mổ hẳnh tờng quĂt mÔng chuyn tiáp hai chiãu ữủc biu diạn trong Hẳnh 3.1.
y1

x

dữ cõ trong phữỡng trẳnh (2.21)

R

P1

17

r

+ jr13j2

2
n

(2)

13

+ r11

. Vẳ vêy, cổng suĐt

u1

(2.30)

+ n2 :

2
n

44 n2 + r332
r112 n2 + r332
r112
(1)
(2)
Tữỡng tỹ, trữớng hủp lỹa chồn hai cp x1

x1 ; x2(1)
+

phƯn nhiạu dữ s l : l x1

+

r11 x2
r

(2)

44
S2

r11 x1

(2)

u1

(2)

14

n

2

+ r332

x2(2)

, th nh

.

r11

Do vêy, cổng suĐt cừa th nh phƯn

nhiạu dữ trong trữớng hủp n y xĐp x:
2
P2
17
+ jr14j2
n

s2

S1

+

x2

cừa th nh phƯn nhiạu xĐp x

yK

s1

l

s l :

r112

2
n

(2.31)

+ n2 :

2
n

+ r332

r112

Ró r ng minfP1; P2g tữỡng ữỡng vợi minfjr 13j ; jr14j g. Do vêy, Luên Ăn ã xuĐt
luêt quyát nh thẵch nghi Êm bÊo iãu kiằn cỹc tiu cổng suĐt nhiạu P min =

Hẳnh 3.1: Mổ hẳnh mÔng chuyn tiáp hai chiãu.

min fP1; P2g nhữ sau:
f x(1)
(

Tẵn hiằu nhên ữủc tÔi nút chuyn tiáp R cõ th biu diạn nhữ sau:

fx1

3.2

MÂ hõa mÔng lợp vêt lỵ kát hủp giỳa lữủng tỷ hõa kảnh v ữợc
lữủng dỹa trản loÔi bọ nhiạu SIC
3.2.1 QSIC-PNC cho nút chuyn tiáp ỡn ông-ten
Trữợc hát, xem xt trữớng hủp nút chuyn tiáp ch cõ mởt ông-ten (K = 1).
Tẵn hiằu nhên ữủc tÔi nút chuyn tiáp trong pha MA ữủc biu diạn bi

y =h x +h x
1

1;1 1

+ n1

(3.2)

1;2 2

. Trữớng hủp

= max

j j j
j

j j j
hai vá phữỡng trẳnh (3.2) cho h1;1 v

h = h1;2 , cĂc bữợc

j

jh1;1j; jh1;2j

(2)

2

1

; x2 x2

. ỡn giÊn trẳnh b y,

g
g

(2.32)

khi jr 13j j r 14j
khi
jr13j > jr14j:

Sau khi lỹa chồn cp tứ m cƯn ữợc lữủng thọa mÂn iãu kiằn cừa biu thực

(2.32), sỷ dửng Luêt Ănh xÔ cho STBC-CQ-PNC nhữ Â trẳnh b y trản ữợc
lữủng v Ănh xÔ th nh tứ m xR1; xR2.

2.2.3 Phữỡng phĂp lỹa chồn nút chuyn tiáp dỹa trản cỹc tiu cổng
suĐt nhiạu dữ
GiÊ thiát cõ D nút chuyn tiáp nơm rÊi rĂc trong mÔng giỳa hai nút Ưu cuối.
CĂc nút mÔng cƯn hủp tĂc vợi nhau lỹa chồn ra nút mÔng tốt nhĐt l m chực
nông chuyn tiáp tẵn hiằu.
Lỹa chồn nút chuyn tiáp cho cĐu hẳnh STBC-CQ-PNC nhữ sau:
r13(d) 2

n

P1

thỹc hiằn tữỡng tỹ. Chia cÊ
p
p )=
chú ỵ h1;2=h1;1 = (h1;2=
)=(h1;1=

14

x1

x(2)

(1)

2

2

MÂ hõa mÔng ữủc thỹc hiằn qua cĂc quĂ trẳnh nhữ sau:
a. Lữủng tỷ hõa kảnh
giÊ nh
sỷnghắahbữợc
= h1;1
lữủng tỷ jhj

(2)

1

(3.1)

y = Hx + n;

x(2) ; x(1)

(1)

2

(d)

(d)2

+

2

(d)2

+

(d)2

(2.33)

n
(d)

^
arg min P

2

n

(d)2

17
d = d=1;2;:;D

2

1

(2.34)

:
11


Tữỡng tỹ, phữỡng phĂp lỹa chồn nút chuyn tiáp cho cĐu hẳnh STBC-CQPNC thẵch nghi l :
+ (d)2
2
n
(d)2 2
2
n
(2.35)
P1
(d)2 +
(d)2
n
n
(d)
(d)
2
2
2
44
r11
13
33
33
11
r

+

r

r

n

2

17

n

P2(d)

44

2
n

2

r14(d)

+r

(d)2

+

(d)2

33

1
2
d = d=1;2;:;D
^ arg min P (d); P (d)

r11

D=1

100

+

2
n
n2

+r

(2.36)

2
n

10

r11(d)2

(d)2
33

10

MSE D=2, la chn 1 [52]

102

(2.37)

103

Ănh giĂ phâm chĐt

10

0

104

10
xut STBCCQPNC thớch nghi

1

10

10

10

10
10

3

104
5

10

6

10

10

15

20

5

10

15

20

25

30

10

5

0

5

10

15

20

25

30

SNR [dB]

Hẳnh 2.6: Phâm chĐt SER cừa cĂc cĐu hẳnh ã xuĐt STBC-CQ-PNC vợi
lỹa chồn nút chuyn tiáp.

2

4

5

0

SNR [dB]

Adaptive CQPNC [67]

Soft QRNC

3

0

5

Simple CQPNC [67]

SER

SER

10

6

10
107

10

MIMOSTBCPNC [52]

10

6

xut STBCCQPNC
xut STBCCQPNC thớch nghi

1

S I [22]

10 2

105

10
107
0

xut STBCCQPNC
10

MSE D=3, la chn 1 [52]

10

104

a. Phâm chĐt SER

xut D=3, la chn 1
MSE D=2, la chn 1 [52]

3

105

2.2.4

xut D=2, la chn 1

1

102

MSE D=3, la chn 1 [52]

:

D=1

100

xut D=2, la chn 1
xut D=3, la chn 1

1

SER

r

SER

+

17

3

So vợi CQ-PNC. Cử th, tÔi SER = 10 , cĐu hẳnh STBC-CQ-PNC nhên
ữủc tông ẵch SNR so vợi Simple CQ-PNC v Adaptive CQ-PNC lƯn lữủt
khoÊng 3; 0 dB v 2; 5 dB. Trong khi õ, cĐu hẳnh STBC-CQ-PNC thẵch nghi
nhên ữủc tông ẵch SNR so vợi STBC-CQ-PNC khổng thẵch nghi l 1; 0 dB.
SNR nhên ữủc c ng lợn khi so sĂnh tÔi SER thĐp.

25

30

SNR [dB]

5

6

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Hẳnh 2.6 th hiằn kát quÊ phâm chĐt SER cừa phữỡng phĂp lỹa chồn nút
chuyn tiáp ã xuĐt dỹa trản cỹc tiu cổng suĐt nhiạu dữ. Cõ th thĐy rơng,
phữỡng phĂp lỹa chồn nút chuyn tiáp ã xuĐt cÊi thiằn Ăng k phâm chĐt SER
khi số lữủng nút chuyn tiáp tông. Mt khĂc, náu Ăp dửng phữỡng phĂp lỹa chồn
nút dỹa trản cỹc tiu lội MSE, phữỡng phĂp ã xuĐt cõ phâm chĐt SER tốt hỡn.
4

SNR [dB]

Hẳnh 2.5: So sĂnh phâm chĐt SER cừa cĂc phữỡng phĂp khĂc nhau.

Cử th, tÔi SER= 10 , phữỡng phĂp ã xuĐt nhên ữủc tông ẵch SNR khoÊng 5
dB. SNR nhên ữủc c ng lợn khi so sĂnh tÔi s số SER thĐp.

2.3

Kát luên chữỡng

thẵch nghi ãu hiằu quÊ hỡn so vợi cĂc ã xuĐt trữợc õ. Cử th, tÔi SER=10 , cĐu
hẳnh ã xuĐt STBC-CQ-PNC thẵch nghi nhên ữủc tông ẵch SNR khoÊng 5;
7 dB so vợi cĐu hẳnh I v cõ tông ẵch SNR khoÊng 3; 8 dB so vợi soft QRNC. So vợi MIMO-STBC-PNC, cĐu hẳnh ã xuĐt STBC-CQ-PNC v STBC-CQPNC thẵch nghi cõ tông ẵch SNR lƯn lữủt khoÊng 3; 5 v 5; 0 dB.

Trong chữỡng n y, Luên Ăn ã xuĐt k thuêt m hõa mÔng lợp vêt lỵ sỷ dửng
Ănh xÔ phi tuyán Ôt phâm chĐt cao cho hằ thống chuyn tiáp hai chiãu, sau õ
ã xuĐt kát hủp m hõa mÔng lợp vêt lỵ Ănh xÔ phi tuyán vợi phĂt m MIMOSTBC nhơm tên dửng hiằu quÊ cừa phữỡng phĂp m hõa mÔng phi tuyán v
tông ẵch phƠn têp phĂt cừa m STBC. Ngo i ra, dỹa trản giÊi phĂp lỹa chồn
nút chuyn tiáp cõ th nh phƯn cổng suĐt nhiạu dữ nhọ nhĐt, Luên Ăn ã xuĐt
phữỡng phĂp lỹa chồn nút chuyn tiáp cho php cÊi thiằn hiằu quÊ phâm chĐt
SER Ăng k trong iãu kiằn truyãn thổng hai chiãu hủp tĂc.

12

13

Hẳnh 2.5 l kát quÊ so sĂnh phâm chĐt SER cừa phữỡng phĂp ã xuĐt so vợi
cĂc cĐu hẳnh liản quan án chuyn tiáp hai chiãu sỷ dửng MIMO-STBC, Kát
quÊ cho thĐy, cÊ hai cĐu hẳnh ã xuĐt STBC-CQ-PNC v STBC-CQ-PNC
3