Đa anten là tên chung cho cho tập hợp những kỹ thuật dựa trên việc sử dụng nhiều
anten ở phía thu/phía phát, và ít nhiều kết hợp với kỹ thuật xử lý tín hiệu, thường được gọi
là MIMO. Kỹ thuật đa anten có thể được sử dụng để nâng cao hiệu năng hệ thống, bao
gồm làm tăng dung lượng hệ thống (số người dùng trong một ô tăng) và tăng vùng phủ
(mở rộng ô) cũng như là làm tăng khả năng cung cấp dịch vụ.
36 trang |
Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 2485 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Kỹ thuật đa Anten, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 1
KỸ THUẬT ĐA ANTEN
Đa anten là tên chung cho cho tập hợp những kỹ thuật dựa trên việc sử dụng nhiều
anten ở phía thu/phía phát, và ít nhiều kết hợp với kỹ thuật xử lý tín hiệu, thường được gọi
là MIMO. Kỹ thuật đa anten có thể được sử dụng để nâng cao hiệu năng hệ thống, bao
gồm làm tăng dung lượng hệ thống (số người dùng trong một ô tăng) và tăng vùng phủ
(mở rộng ô) cũng như là làm tăng khả năng cung cấp dịch vụ.
Cấu hình đa anten
Một trong những đặc tính quan trọng trong cấu hình đa anten là khoảng cách giữa
các phần tử anten do quan hệ giữa khoảng cách các anten có mối quan hệ tương quan
tương hỗ giữa fading kênh vô tuyến tại các anten khác nhau (được xác định bởi tín hiệu tại
các anten). Các anten được đặt xa nhau để độ tương quan fading thấp. Ngược lại, các
anten được đặt gần nhau để độ tương quan fading cao, bản chất là các anten khác nhau sẽ
có fading tức thời tương tự nhau.
Khoảng cách thực tế cần thiết giữa các anten để độ tương quan cao/ thấp phụ thuộc
vào bước sóng, tương ứng là tần số sóng mang được sử dụng. Tuy nhiên, nó cũng phụ
thuộc vào kịch bản khi triển khai. Trường hợp các anten trạm gốc, môi trường macro-cell
(tức là ô lớn và vị trí anten trạm gốc phải cao), khoảng cách anten vào khoảng 10 bước
sóng thì mới đảm bảo độ tương quan thấp, trong khi đó thì khoảng cách anten cho máy
đầu cuối di động khoảng nửa bước sóng. Lý do khác nhau giữa trạm gốc với máy đầu cuối
di động là do trong kịch bản macro, phản xạ đa đường gây ra fading chủ yếu xuất hiện ở
những vùng gần xung quanh máy đầu cuối di động. Do đó, khi nhìn từ vị trí máy đầu cuối
thì ta thấy là những đường khác nhau đi đến trong một góc lớn, độ tương quan vẫn sẽ
thấp với khoảng cách anten tương ứng nhỏ. Còn nhìn ở vị trí trạm gốc, những đường khác
nhau sẽ đến trong một góc nhỏ hơn nhiều, nên khoảng cách anten phải đủ lớn để độ tương
quan thấp.
Trong kịch bản triển khai khác, ví dụ triển khai kịch bản micro-cell với các anten
trạm gốc thấp hơn nóc nhà và triển khai trong nhà. Môi trường trạm gốc lúc
này giống với môi trường máy đầu cuối hơn, cho nên khoảng cách giữa các anten trạm
gốc sẽ nhỏ hơn vẫn đảm bảo độ tương quan thấp.
Các anten giả thiết ở trên có cùng phân cực. Một cách khác để đạt được độ tương
quan fading thấp là áp dụng phân cực khác nhau đối với anten khác nhau. Khi đó các
anten có thể được đặt gần nhau.
1. Lợi ích của kỹ thuật đa anten
Kỹ thuật đa anten mang lại những lợi ích khác nhau phụ thuộc vào những mục đích
khác nhau:
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 2
Nhiều anten phát/ thu có thể được sử dụng để phân tập, chống lại fading kênh vô
tuyến. Trong trường hợp này, kênh khác nhau trên các anten khác nhau sẽ có độ tương
quan thấp. Để đạt được điều đó thì khoảng cách giữa các anten phải đủ lớn (phân tập
không gian) hoặc sử dụng các anten có phân cực khác nhau (phân tập phân cực).
Nhiều anten phát/thu có thể được sử dụng để ‘định hình’ cho búp sóng anten tổng
(búp sóng phía phát và búp sóng phía thu) theo một cách nào đó. Ví dụ, tối đa hóa độ lợi
anten theo một hướng thu/phát nhất định hoặc để triệt nhiễu lấn át tín hiệu. Kỹ thuật tạo
búp sóng này có thể dựa trên cả độ tương quan cao hoặc thấp giữa các anten.
Độ khả dụng của đa anten phát và thu có thể được sử dụng để tạo ra nhiều kênh
truyền song song thông qua giao diên vô tuyến. Điều này mang lại khả năng tận dụng
băng thông mà không cần giảm thông tin với cùng công suất. Nói cách khác là khả năng
cho tốc độ dữ liệu cao với băng tần hạn chế mà không cần thu hẹp vùng phủ. Ta gọi đây là
kỹ thuật ghép kênh không gian.
2. Mô hình MIMO tổng quát
Mô hình kênh MIMO tổng quát gồm Nt anten phát và Nr anten thu được minh họa
trong hình 1.
Hình 1. Mô hình kênh MIMO với Nt anten phát và Nr anten thu
Ma trận kênh H cho mô hình MIMO được biểu diễn như sau:
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 3
r
N
t
N
r
2N
r
1N
2tN2221
1
t
N1211
hhh
hhh
hhh
H
(1)
Trong đó :
hnm là độ lợi kênh giữa anten phát thứ n và anten thu thứ m.
Giả sử:
T
x,,x,xx
tN21
là số liệu phát.
T
y,,y,yy
r
N21
là số liệu thu.
T
η,η,ηη
rN21
là tạp âm Gaus trắng phức của Nr máy thu.
T là ký hiệu phép toán chuyển vị.
Khi đó, quan hệ giữa tín hiệu đầu vào x với tín hiệu đầu ra y được xác định bởi
biểu thức sau:
r
N
2
1
tN
2
1
r
N
t
N2
r
N1
r
N
2tN2221
1
t
N1211
r
N
2
1
η
η
η
x
x
x
hhh
hhh
hhh
y
y
y
(2)
Có thể viết lại quan hệ vào ra kênh ma trận NrxNt trong phương trình (2) như sau:
y= Hx+ (3)
3. Kênh SVD MIMO
3.1 Mô hình kênh SVD MIMO
Xét một hệ thống truyền dẫn vô tuyến bao gồm Nt anten phát và Nr anten thu như
trên hình 1.
Để tiện phân tích ta viết lại phương trình (3)
y= Hx+ (3)
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 4
Trong đó là vector AWGN phức có phân bố ),0( cΝ và rN
I2σHηηE
;
2
2 0N ; N0 là mật độ phổ công suất tạp âm.
H là ma trận kênh Nr x Nt. Khi khoảng cách giữa các anten lớn hơn nửa bước sóng
và môi trường nhiều tán xạ, ta có thể coi H có các hàng và các cột độc lập với nhau. Khi
này, phân chia giá trị đơn SVD cho ta:
H=UDVH (4)
Với U và V là các ma trận nhất phân có kích thước Nr xNr và Nt xNt
Toán tử (.)H là chuyển vị Hermitian
Đối với ma trận nhất phân, ta có :UUH=INr và VVH=INt
D là ma trận có kích thước Nr x Nt, gồm NA giá trị đơn không âm được ký hiệu
là 2/11 ,...,
2/1
AN
λ trên đường chéo chính của nó. Trong đó NA=min (Nt, Nr), và i với
i=1,2,...,N là các giá trị eigen của ma trận HHH. Các giá trị eigen của ma trận HHH được
xác định như sau:
det (HHH - I )=0 (5)
hay:
det(Q- I )=0 (6)
Trong đó Q là ma trận Wirshart được xác định như sau:
tNrNH,H
tNrN,HHQ H
H
(7)
Các cột của ma trận U là vector eigen của HHH còn các cột của ma trận V là vector
eigen của HHH. Số các giá trị eigen khác không của HHH chính bằng hạng của ma trận
này.
Nếu Nt= Nr thì D là một ma trận đường chéo. Nếu Nt >Nr thì D gồm một ma trận
đường chéo Nr x Nr và sau đó là Nt –Nr cột bằng không.
Trong trường hợp số anten phát lớn hơn số anten thu, D sẽ được tạo ra từ ma trận
vuông bậc Nr và tiếp sau là Nt- Nr cột bằng 0 như sau:
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 5
00λ00
000λ0
0000λ
D
1/2
rN
1/2
2
1/2
1
(8)
Trong trường hợp này ma trận V chỉ có Nr hàng sử dụng được, còn Nt- Nr hàng còn
lại không sử dụng được. Khi này Nr phần tử đầu của ma trận x được sử dụng và Nt- Nr
phần tử còn lại của nó được đặt vào không. Trường hợp đặc biệt có Nt anten phát nhưng
chỉ có một anten thu (Nr = 1). Khi này ma trận U có kích thước 1x1 và chỉ sử dụng được
một hàng của ma trận V.
Trường hợp thứ hai tương ứng với khi số anten thu nhiều hơn số anten phát (Nt
<Nr). Trong trường hợp này vẫn như trước ta có V là ma trận Nt x Nt và U là ma trận Nr x
Nr, nhưng ma trận D là ma trận Nt x Nr được tạo thành từ ma trận đường chéo Nt x Nt theo
sau là Nr – Nt hàng bằng không:
000
000
λ00
0λ0
00λ
D 1/2
tN
1/2
2
1/2
1
(9)
Trường hợp đặc biệt khi chỉ có một anten phát và Nr anten thu.
Thao tác trên được gọi là phân chia giá trị đơn ma trận H. Kết quả phân chia cho ta
các đường chéo khác không với kích thước xác định theo (4).
Giả sử ta nhân trước x với V và y với UH ta được:
η~DxηUVxUDVUη)(HVxUy~yU HHHHH (10)
Trong đó : yUy~ H
ηUη~ H
Phương trình này dẫn đến mô hình SVD MIMO sau:
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 6
r
N
1m
n
H
nmn
1/2
nn ηuxλy~ (11)
Trong đó n=1,2,...,NA.
Áp dụng định lý trung tâm, ta có:
nn
1/2
nn ηxλy~ (12)
Trong đó nη là AWGN có phân bố ),0( cΝ trong máy thu nhưng trong miền
không gian.
Có thể coi NA luồng song song được truyền trong các kênh không gian trực giao.
Giống như đối với OFDM, có thể sử dụng mô hình kênh phađinh phẳng song song tương
đương để phân tích và mô phỏng kênh MIMO.
Hình 2. Phân chia kênh phađinh phẳng MIMO thành các kênh phađinh phẳng song song
tương đương dựa trên SVD
n được coi là độ lợi kênh và có thể được sử dụng để đánh giá BER tại phía thu.
Nếu ta sử dụng tách sóng nhất quán và coi rằng đã biết i thì SNR tại máy thu được xác
định như sau:
2
n
nn
2
n
n
2
n
σ
λE
σ
λx
γ (13)
Trong đó n=1,2,...,NA; En là năng lượng tín hiệu điều chế, n là giá trị eigen của
ma trận H và
2
02 N là mật độ phổ công suất tạp âm AWGN.
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 7
Nếu cho rằng kênh tĩnh và biên độ tín hiệu không đổi giống như trong trường hợp
BPSK, thì SNR trên một kênh sẽ là:
2
n
nb
σ
λE
γ (14)
Với Eb là năng lượng bit.
Xác suất lỗi bit trong trường hợp này được tính như sau:
0
nb
n
r N
λ2E
QP (15)
Trong đó
nr
P là xác suất lỗi bit của một kênh không gian.
Xác suất lỗi bit trung bình được tính như sau:
A
N
1n n
rP
AN
1
averageP (16)
3.2 Mô hình hệ thống SVD MIMO tối ưu
Giả sử x được nhân trước mới ma trận V và y được nhân trước với ma trận UH ta
được các biểu thức sau:
ηUDx
ηUVxUDVU
η)(HxVUyUz
H
HHH
HH
(17)
Vì ma trận D là ma trận được chéo hóa, nên ta có thể phân hóa quan hệ giữa z và x
vào dạng:
nn
1/2
nn ηxλz (18)
Trong đó n=1,2,...,NA.
Biểu thức (18) cho phép xây dựng hệ thống SVD MIMO tối ưu gồm NA kênh pha
đinh phẳng song song như trên hình (3)
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 8
Hình 3. Mô hình SVD MIMO tối ưu
Từ hình 3, thấy rằng tại máy phát SVD MIMO , trước hết luồng ký hiệu số liệu
được chia luồng không gian thành Nt luồng . Sau đó, các luồng này được nhân với các cột
của ma trận V để nhận được các ký hiệu phát vào không gian. Tại máy thu SVD MIMO,
các ký hiệu thu được nhân với ma trận UH để tách ra các luồng không gian. SVD ta sẽ
được NA kênh không gian song song xác định theo công thức (4)
4. Đa anten thu
Kỹ thuật đa anten được sử dụng phổ biến nhất trong lịch sử và ít phức tạp nhất là
kỹ thuật đa anten thu. Nó thường được gọi là phân tập thu hoặc phân tập Rx mặc dù
không phải lúc nào mục đích của kỹ thuật này cũng là phân tập để chống lại fading kênh
vô tuyến.
4.1. Mô hình kênh phân tập anten thu
Trong mô hình kênh fadinh có 1 anten phát và Nr anten thu, ma trận kênh như sau:
H = [h1,h2,…,hNr] (19)
Trong đó hm là độ lợi của đường truyền từ anten phát đến máy thu m với
m=1,2,…,Nr.
Quan hệ giữa tín hiệu vào và ra của hệ thống:
Ym(k) = hm(k)*x(k) + ηm(k) (20)
Trong đó k là thời điểm xét; tạp âm ηm ~ N(0,σ2); σ
2 = N0/2.
Ta cần tách ký hiệu x(1) dựa trên y1(1), y2(1),…, yNr(1). Nếu các anten đủ cách xa
nhau, ta có thể coi độ lợi kênh hm độc lập Rayleigh với nhau và ta nhận được độ lợi phân
tập Nr.
Đối với điều chế BPSK, xác suất lỗi được tính như sau:
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 9
)γhQ( 2 (21)
Trong đó γ = 2Eb/N0 trong điều kiện kênh fadinh Rayleigh với độ lợi hm có phân
bố đồng nhất độc lập: N(0,σ2)
Nr
1m
2
m
2 hh (22)
Với ||h||2 SNR là tổng SNR thu đối với vecto kênh cho trước h. Có thể phân tách
song tổng tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR) thu khi cho điều kiện độ lợi kênh thành hai
thành phần sau:
2
rN
2 h1γrNγh (23)
Thành phần thứ nhất tương ứng với độ lợi dàn; việc sử dụng nhiều anten và kết
hợp nhất quán dẫn đến tổng công suất thu hiệu dung tăng tuyến tính với Nr; tăng gấp đôi
Nr sẽ cho độ lợi công suất 3dB. Thành phần thứ hai thể hiện độ lợi phân tập: việc lấy trung
bình trên tất cả các đường truyền độc lập dẫn đến xác suất trong đó tổng độ lợi thu nhỏ sẽ
giảm. Lưu ý rằng nếu chỉ có độ lợi công suất mà không có độ lợi phân tập khi tăng Nr.
Mặt khác ngay cả khi tất cả hm đều độc lập với nhau thì thành phần thứ hai :
Nr
1m
22 (1)mh
rN
1h
rN
1
(24)
Sẽ hội tụ vào 1 khi Nr lớn (giả thiết rằng độ lợi kênh được chuẩn hóa đến phương
sai bằng 1)
4.2. Sơ đồ kết hợp chọn lọc SC
Sơ đồ này sử dụng bộ kết hợp đơn giản nhất, trong đó bộ kết hợp chỉ đơn giản ước
tính cường độ tín hiệu tức thời trong Nr anten thu, sau đó chọn lựa anten có tín hiệu mạnh
nhất. Vì SC loại bỏ năng lượng hữu ích từ các luồng nên sơ đồ này rõ ràng không phải là
tối ưu, tuy nhiên do tính đơn giản của nó nên nó được sử dụng trong nhiều trường hợp khi
cần giảm bớt các yêu cầu phần cứng. Sơ đồ kết hợp chọn lọc được cho trên hình 4.
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 10
Máy phát Lựa chọn anten tốt
nhất
1h
2h
rhx
y
Hình 4. Sơ đồ kết hợp chọn lọc
Để xác định độ lợi phân tập trong trường hợp này, ta tiến hành như sau. Giả sử
SNR tức thời của một nhánh là 2
m
m
m
σ
E
γ , SNR trung bình của mỗi nhánh là 2
m
0
0
σ
E
γ ,
trong đó Em là năng lượng tín hiệu tức thời trên nhánh i, còn E0 là năng lượng công suất
tín hiệu trên một nhánh và /2Nσ 0
0
m là mật độ tạp âm song biên nhánh m.
Xác suất SNR trên mỗi nhánh nhỏ hơn hoặc bằng một giá trị gγ cho trước như sau:
0
/γ
g
γ
gm e1)γP(γ
(25)
Xác suất tất cả SNR trong tất cả các nhánh cùng nhỏ hơn gγ như sau:
r
N
0/γgγ
grN21grN
e1)γγ,...,γ,P(γ)(γP
(26)
Nếu coi rằng gγ là ngưỡng mà dưới nó ta sẽ không chọn bất kỳ nhánh nào, thì
)(γP g
r
N sẽ là xác suất mất thông tin và phương trình xác suất mất thông tin sẽ giảm đi
đáng kể khi số anten thu Nr tăng.
Từ phương trình ta có thể xác định xác suất ít nhất có một anten được lựa chọn như
sau:
P(ít nhất một nhánh )(γP1)γ grNg
(27)
Lấy vi phân ta có thể tìm được mật độ xác suất, lấy tích phân mật độ xác suất ta sẽ
tính được SNR trung bình
rN
γ như sau:
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 11
r
N
1m m
1
0γγ (28)
Phương trinh cho thấy khi số anten thu Nr lớn, việc tăng anten thu cải thiện SNR
trung bình không đáng kể.
4.3. Sơ đồ kết hợp tỷ lệ cực đại MRC
Hình (5) mô tả nguyên lý cơ bản của cách kết hợp các tín hiệu thu y1,...,yNr ở Nr
anten, các tín hiệu thu được nhân với trọng số phức *Nr
*
1 w,...,w trước khi cộng với nhau.
Trong ký hiệu vector, sự kết hợp tuyến tính anten thu được biểu diễn như sau:
y.w
y
y
.wwxˆ H
R
N
1
*
R
N
*
1
(29)
Giả thiết là tín hiệu phát chỉ bị ảnh hưởng của fading không chọn lọc tần số và tạp
âm trắng, tức là không có hiện tượng tán thời kênh vô tuyến, tín hiệu thu ở các anten khác
nhau trong hình 6.1 được biểu diễn như sau:
η.xh
η
η
.x
h
h
y
y
y
R
N
1
R
N
1
R
N
1
(30)
Trong đó s là tín hiệu phát, vector h là độ lợi kênh phức và vector n là tạp âm gây
ảnh hưởng tới tín hiệu thu ở các anten khác nhau.
Hình 5. Kết hợp anten thu tuyến tính
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 12
Dễ dàng có thể thấy rằng, để tối đa tỷ lệ tín hiệu/tạp âm sau khi kết hợp tuyến tính,
vector trọng số w phải được lựa chọn:
hw MRC (31)
Đây được gọi là Kết hợp tỷ lệ cực đại MRC. Trọng số MRC thực hiện hai mục
đích:
Quay pha tín hiệu thu tại các anten khác nhau để bù pha đáp ứng kênh và đảm bảo
tín hiệu được sắp xếp pha trước khi kết hợp với nhau.
Cân bằng tín hiệu tỷ lệ với độ lợi đáp ứng kênh, áp dụng trọng số cao hơn cho tín
hiệu thu mạnh hơn.
Trong trường hợp các anten không tương quan, khoảng cách giữa các anten lớn
hoặc hướng phân cực khác nhau thì độ lợi kênh h1...hNr không tương quan với nhau và sự
kết hợp tuyến tính anten sẽ đưa ra phân tập bậc Nr . Về mặt tạo búp sóng phía thu, lựa
chọn các trọng số anten theo (31) tương ứng với một búp phía thu có độ lợi lớn nhất theo
hướng của tín hiệu. Do đó, sử dụng đa anten thu có thể làm tăng tỷ số tín hiệu/tạp âm sau
bộ kết hợp tỷ lệ với số lượng anten thu.
MRC là một chiến lược kết hợp anten thích hợp khi tín hiệu thu chủ yếu bị ảnh
hưởng bởi tạp âm. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, tín hiệu thu bị ảnh hưởng chính của
nhiễu từ nhiều anten phát trong hệ thống hơn là tạp âm. Trong hoàn cảnh số lượng tín hiệu
nhiễu khá lớn xấp xỉ cường độ tín hiêu, MRC vẫn là một lựa chọn tốt. Lúc này, nhiễu tổng
sẽ xuất hiện tương đối giống tạp âm, không có hướng đến cụ thể. Tuy nhiên, trong những
hoàn cảnh chỉ có một nguồn nhiễu trội (tổng quát lên, số lượng nguồn nhiễu trội có giới
hạn), như được minh họa trong hình 6, hiệu năng sẽ được cải thiện nếu thay vì lựa chọn
trọng số anten để tối đa hóa tỷ số tín hiệu/ tạp âm sau khi kết hợp, thì các trọng số sẽ được
lựa chọn để triệt nhiễu. Về mặt tạo búp sóng thu, điều này tương ứng với việc làm yếu đi
búp sóng phía nhiễu và tập trung búp sóng theo hướng tín hiệu.
4.4. Kết hợp loại bỏ nhiễu IRC
Áp dụng việc kết hợp anten với mục tiêu là triệt nhiễu được gọi là Kết hợp loại bỏ
nhiễu IRC.
Trong trường hợp có một nguồn nhiễu trội như đã trình bày sơ lược trong hình 2.6,
biểu thức (30) có thể mở rộng:
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 13
η.xh.xh
η
η
.x
h
h
.x
h
h
y
y
y II
R
N
1
I
R
NI,
I,1
R
N
1
R
N
1
(32)
Trong đó xI là tín hiệu nhiễu phát, Ih là độ lợi kênh phức từ nguồn nhiễu tới Nr
anten thu. Áp dụng (29) vào (32), thấy rõ rằng tín hiệu nhiễu sẽ bị triệt tiêu hoàn toàn nếu
trọng số w được chọn sao cho
0Ih.w
H (33)
Tổng quát, sẽ có Nr-1 giải pháp không tầm thường để biểu thị sự linh hoạt khi lựa
chọn vector trọng số. Sự linh hoạt này có thể được sử dụng để triệt nhiễu trội. Đặc biệt
hơn, trong trường hợp tổng quát với Nr anten thu sẽ có khả năng (ít nhất là về mặt lý
thuyết) triệt tiêu hoàn toàn Nr-1 nguồn nhiễu. Tuy nhiên với một lựa chọn trọng số anten
nào đó mà có thể triệt hoàn toàn một số nguồn nhiễu trội thì có thể làm tăng tạp âm sau
khi kết hợp anten.
1h
2h
1,1h
2,1h
1x
Hình 6. Kịch bản đường xuống với một nguồn nhiễu trội
Vì vậy, cũng giống như cân bằng tuyến tính, khi lựa chọn trọng số anten w phải
đảm bảo tối thiểu hóa sai số trung bình quân phương:
2xxˆEε (34)
Và được gọi là kết hợp sai số trung bình quân phương cực tiểu MMSE
Kỹ thuật đa Anten Lớp Cao học Kỹ thuật điện tử
Nhóm học viên: Ngô Thanh Tuấn – Cao Hữu Vinh Trang 14
Tuy hình 6 minh họa kịch bản đường xuống với trạm gốc gây nhiễu, IRC cũng có
thể được áp dụng cho đường lên để triệt nhiêu từ máy di động.Với trường hợp này, máy di
động gây nhiễu có thể ở cùng ô (nhiễu trong ô) hoặc ở ô bên cạnh (nhiễu ngoài ô) với máy
di động mục tiêu. Triệt nhiễu trong ô liên quan tới trường hợp đường lên không trực giao,
đó là khi nhiều máy di động phát đồng thờ