Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Thiết kế mã khối không gian thời gian sử dụng cấu trúc trực giao kết hợp điều chế không gian

Đề tài tiến hành nghiên cứu Kỹ thuật mã hóa mã khối không gian thời gian trực giao (OSTBC) kết hợp với điều chế không gian (SM) nhằm được các mục tiêu: Tăng hiệu suất sử dụng phổ tần; đạt được phân tập phát; tách sóng ML đơn giản.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Thiết kế mã khối không gian thời gian sử dụng cấu trúc trực giao kết hợp điều chế không gian 1 GIỚI THIỆU LUẬN ÁNTính cấp thiết của đề tài Hiện nay kỹ thuật truyền dẫn nhiều đầu vào - nhiều đầu ra(MIMO) là những giải pháp đầy triển vọng và hiện tại đã được ứngdụng trong mạng di động thế hệ thứ 4 (4G) có thể đáp ứng nhu cầu ngàycàng tăng về truyền thông đa phương tiện tốc độ cao trên các kênh vôtuyến pha-đinh mà vẫn đảm bảo độ tin cậy cao và hiệu quả sử dụng phổtần lớn. Để khai thác ưu điểm của hệ thống MIMO, các nhà nghiên cứutrên thế giới đã đề xuất các giải pháp để cải thiện chất lượng truyền tin,giảm tỉ lệ lỗi bit của hệ thống, kỹ thuật điều chế không gian mã khốikhông gian thời gian (STBC-SM) bằng cách kết hợp SM với mãAlamouti (làm mã STBC hạt nhân) của Basar và các cộng sự là mộttrong những bước tiến quan trọng nhằm tăng tốc độ và độ tin cậy truyềntin. Tiếp tục phát triển các nghiên cứu của nhiều công trình trước đây,tác giả tập trung nghiên cứu khai thác tính đơn giản trong tách sóng củamã khối không gian thời gian sử dụng cấu trúc trực giao (OSTBC) vàkết hợp với điều chế không gian nhằm làm tăng hiệu quả sử dụng phổtần, tăng chất lượng của hệ thống nhưng vẫn đảm bảo tính đơn giảntrong tách sóng khôi phục tín hiệu ở máy thu.Mục đích nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu Kỹ thuật mã hóa mã khối không gian thời gian trựcgiao (OSTBC) kết hợp với điều chế không gian (SM) nhằm được cácmục tiêu: tăng hiệu suất sử dụng phổ tần; đạt được phân tập phát; táchsóng ML đơn giản.Phương pháp nghiên cứu Kết hợp giữa mô hình hóa, giải tích với mô phỏng Monte-Carlo.Phương pháp mô hình hóa, giải tích được sử dụng để thiết lập phương 2trình hệ thống, kết hợp và khôi phục tín hiệu ở máy thu cũng như tínhtoán các giới hạn trên của tỷ lệ lỗi bit (BER). Mô phỏng Monte-Carlo sẽđược sử dụng để ước lượng được các tham số đánh giá chất lượng hệthống như BER và sai số bình phương trung bình (MSE).Đối tượng nghiên cứu Kênh vô tuyến; các hệ thống phân tập; các hệ thống mã hóa khốikhông gian thời gian; các hệ thống điều chế không gian; các hệ thốngkết hợp giữa mã khối không gian thời gian (STBC) và điều chế khônggian/khóa dịch không gian (SM/SSK).Phạm vi nghiên cứu Các mã khối không gian thời gian, mã khối không gian thời giancấu trúc trực giao, các tiêu chuẩn thiết kế. Các phương pháp điều chếkhông gian, điều chế không gian kết hợp mã khối không gian thời gian.Bố cục luận án Luận án được trình bày 97 trang ngoài phần mở đầu và kết luận,luận án chia thành 3 chương. Chương 1: Tổng quan về kênh MIMO vàmã khối không gian thời gian cấu trúc trực giao. Chương 2: Điều chếkhông gian và điều chế không gian mã khối không gian thời gian.Chương 3: Mã khối không gian thời gian trực giao kết hợp điều chếkhông gian. Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KÊNH MIMO VÀ MÃ KHỐI KHÔNG GIAN THỜI GIAN CẤU TRÚC TRỰC GIAO1.1. Hệ thống MIMO và kỹ thuật phân tập không gian.1.1.1. Hệ thống MIMO. Để tăng dung lượng các hệ thống thông tin không dây ta bắt buộcphải tăng hiệu quả sử dụng phổ tần. Các hệ thống có nhiều ăng-ten cả ở 3máy phát và máy thu (gọi là hệ thống MIMO) có thể giúp tăng hiệu quảsử dụng phổ tần lên gấp nhiều lần so với các hệ thống đơn ăng-tentruyền thống. Véc-tơ tín hiệu thu y với kích thước nR ×1 của một hệ thốngMIMO điểm điểm với nT ăng-ten phát và nR ăng-ten thu như Hình 1.1được cho bởi biểu thức: y = Hx + n (1.5)Trong đó giả thiết kênh truyền MIMO là kênh pha-đinh Rayleigh phẳng,biến đổi chậm, x là tín hiệu phát trong mỗi chu kỳ ký hiệu có kíchthước nT ´ 1. H và n tương ứng là kênh truyền MIMO kích thướcnR ´ nT và véc-tơ tạp âm kích thước nR ´ 1. Kênh n R  nT MIMO 1 h11 1 y1 x1 h 21 2 h12 2 n1 Bộ mã hóa x2 h 22 y2 Bộ giải mã không gian hn R 2 h 2nT không gian thời gian n2 thời gian nT h1nT hn R 1 nR x nT ynR hn R nT n nR Hình 1.1: Sơ đồ khối hệ thống MIMO.1.1.2. Kỹ thuật phân tập không gian. Phân tập không gian được chia thành 2 loại: phân tập thu và phântập phát. Phân tập phát là kỹ thuật phân tập sử dụng nhiều ăng-ten ở phíaphát để truyền đi các tín hiệu được tổ chức theo một phương thức nào đónhằm tạo ra các tín hiệu chịu pha-đinh không tương quan ở phía máythu. Máy thu có thể kết hợp các tín hiệu thu được để làm giảm các tácđộng của pha-đinh và cải thiện tỉ lệ lỗi bit của hệ thống. 41.2. Các tiêu chuẩn thiết kế mã khối không gian thời gian - Mã Alamouti.1.2.1. Các tiêu chuẩn thiết kế mã khối không gian thời gian. A. Tiêu chuẩn hạng và định thức. Mã có bậc phân tập đầy đủ nT nR CD(X1,X2) có khi ma trậnhạng đầy đủ. Khoảng độ lợi mã (CGD) giữa hai từ mã X1 và X2 làCGD(X 1,X 2) =det(CD(X1,X2)), nên độ lợi mã hóa liên quan tớiđịnh thức của ma trận CD(X1,X 2). Vì vậy, một tiêu chuẩn thiết kế tốt ...