Đồ án Nghiên cứu kỹ thuật tối ưu hóa mạng chuyển tiếp MIMO

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ PHẠM THỊ MAI HƯƠNG KHÓA: 8 HỆ ĐÀO TẠO DÂN SỰ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TỐI ƯU HÓA MẠNG CHUYỂN TIẾP MIMO NĂM 2014 HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ PHẠM THỊ MAI HƯƠNG KHÓA: 8 HỆ ĐÀO TẠO DÂN SỰ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG MÃ SỐ: 5252020109 NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TỐI ƯU HÓA MẠNGCHUYỂN TIẾP MIMO Cán bộ hướng dẫn PGS. TS Trần Xuân Nam NĂM 2014 BỘ QUỐC PHÒNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA: VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ Phê chuẩn Ngày tháng năm 2014 CHỦ NHIỆM KHOA Độ mật: Số: NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên: Phạm Thị Mai Hương Lớp: ĐTVT-8B Khóa: 8 Ngành: Kỹ thuật điện - điện tử Chuyên ngành: Điện tử viễn thông 1. Tên đề tài: Nghiên cứu kỹ thuật tối ưu mạng chuyển tiếp MIMO 2. Các số liệu ban đầu: ... 3. Nội dung bản thuyết minh: Chương 1: Tổng quan về truyền thông hợp tác MIMO. Chương 2: Tối ưu mạng hợp tác MIMO. Chương 3: Kết hợp tối ưu máy thu phát trong các hệ thống MIMO chuyển tiếp không tái sinh. 4. Số lượng, nội dung các bản vẽ và các sản phẩm cụ thể (nếu có): . 5. Cán bộ hướng dẫn: PGS-TS Trần Xuân Nam, Thượng tá, Phó chủ nhiệm khoa Vô tuyến điện tử, Học viện Kỹ thuật Quân sự. Ngày giao: 14/01/2014 Chủ nhiệm bộ môn Ngày hoàn thành: 20/04/2014 Hà Nội, ngày 20 tháng 04 năm 2014 Cán bộ hướng dẫn Thượng tá, PGS-TS Trần Xuân Nam Học viên thực hiện Đã hoàn thành và nộp đồ án ngày 20 tháng 04 năm 2014 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AF Amplify-and-Forward Khuếch đại và chuyển tiếp BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bít CCI Co-Channel Interference Nhiễu đồng kênh DF Decode-and-Forward Giải mã và chuyển tiếp MIMO Multiple Input-Multiple Output Nhiều đầu vào-nhiều đầu ra MISO Multiple Input – Single Output Nhiều đầu vào - một đầu ra MRC Maximal Ratio Combiner Kết hợp tỉ lệ tối đa MMSE Minimum Mean Square Error Sai số bình phương trung bình nhỏ nhất MSE Mean Square Error Sai số bình phương trung bình QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha cầu phương SDM Spatial Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo không gian SNR Signal to Noise Ratio Tỉ số tín hiệu trên tạp âm DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Mô hình một hệ thống truyền thông hợp tác đa nút 3 Hình 1.2: Mô hình phương pháp kết hợp chọn lọc. 8 Hình 1.3: Mô hình phương pháp kết hợp tỷ số cực đại. 9 Hình 1.4: Độ lợi phân tập của các phương pháp kết hợp phân tập . 10 Hình 1.5: Ba phương pháp truyền dẫn điển hình trên kênh MIMO 12 Hình 1.6: Sơ đồ khối hệ thống MIMO-SDM. 13 Hình 1.7: Một số bộ tách tín hiệu cho hệ thống MIMO-SDM 14 Hình 1.8: Sơ đồ bộ tách tín hiệu tuyến tính cho hệ thống MIMO-SDM. 15 Hình 2.1: Sơ đồ khối một hệ thống MIMO tuyến tính một chiều hai chặng. 18 Hình 2.2: Sơ đồ khối tương đương của một hệ thống MIMO một chiều hai chặng khi không có đường trực tiếp 22 Hình 2.3: BER của một hệ thống MIMO một chiều hai chặng với các tiêu chuẩn tối ưu khác nhau. 24 Hình 2.4: Công suất tiêu thụ khi Đích sử dụng máy thu tuyến tính hoặc DFE. 26 Hình 2.5: Sơ đồ khối của một hệ thống MIMO một chiều đa chặng. 29 Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống MIMO một chiều hai chặng đa nút chuyển tiếp 32 Hình 2.7: Sơ đồ khối của một hệ thống MIMO tuyến tính hai chiều hai chặng. 34 Hình 3.1: Mô hình một hệ thống truyền thông hợp tác MIMO một chiều hai chặng, không tái sinh, tuyến tính. 37 Hình 3.2:Phẩm chất BER theo SNR2 khi cố định SNR1=20dB tối ưu theo hai tiêu chuẩn ZF và MMSE của QPSK với 42 Hình 3.3:Phẩm chất BER theo SNR2 khi cố định SNR1=20dB tối ưu theo hai tiêu chuẩn ZF và MMSE của 8-PSK với 43 Hình 3.4: Phẩm chất BER theo SNR1 khi cố định SNR2=20dB tối ưu theo hai tiêu chuẩn ZF và MMSE của QPSK với 43 Hình 3.5: Phẩm chất BER theo SNR1 khi cố định SNR2=20dB tối ưu theo hai tiêu chuẩn ZF và MMSE của 8-PSK với 44 DANH MỤC KÝ HIỆU TOÁN HỌC Ký hiệu Ý Ý nghĩa Ví dụ Chữ thường, in nghiêng Biến số Chữ thường, in nghiêng, đậm Vec-tơ Chữ hoa, in nghiêng, đậm Ma trận Phép tính kỳ vọng Phép toán lấy vết của ma trận Chuẩn Frobenious của ma trận Phép toán định nghĩa Ma trận đơn vị bậc Phép toán lấy chuyển vị Phép toán lấy chuyển vị Hermitian Lô ga rít tự nhiên Ma trận đường chéo kích thước với các phần tử trên đường chéo Tập ma trận kích thước với các giá trị phức Phần tử thứ của ma trận LỜI MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của công nghệ điện tử, viễn thông và công nghệ thông tin, tốc độ phát triển của các mạng không dây cũng như nhu cầu của người dùng về các dịch vụ vô tuyến tăng rất nhanh. Kết quả dẫn đến những bức bách về nhu cầu mở rộng vùng phủ, nâng cao chất lượngvà đặc biệt là gia tăng tốc độ truy nhập. Các hệ thống truyền thông không dây thế hệ mới như các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G: Third Generation), các hệ thống phát triển dài hạn tiên tiến LTE (Long-Term Evolution), cáchệ thống truy nhập vô tuyến băng rộngWiMAX (Worldwide Interoperability via Microwave Access), hay mạng cục bộ vô tuyến Wi-Fi (Wireless Fidelity) đã cho phép người dùng có thể đạt được tốc độ truy nhập hàng trăm Mbps. Một trong các giải pháp then chốt nhằm đạt được tốc độ truyền dẫn cao đã được xác định rõ là truyền dẫn trên kênh đa đầu vào-đa đầu ra MIMO (Multiple Input-Multiple Output) và truyền thông hợp tác. Đã có rất nhiều giải pháp tối ưu cho các mạng hợp tác MIMO như lựa chọn nút trung gian tốt nhất làm nút Chuyển tiếp, các kỹ thuật lựa chọn ăng-ten. Đặc biệt là hàng loạt các kỹ thuật tối ưu cho các ma trận tại các nút mạng. Từ ý nghĩa khoa học và thực tiễn trên em nhận thấy, việc nghiên cứu cơ sở lý thuyết và các giải pháp tối ưu cho các hệ thống MIMO hợp tác có vai trò hết sức quan trọng. Vì vậy, trong đồ án này em xin tập trung nghiên cứu những khái niệm và các kỹ thuật tối ưu cho các hệ thống MIMO hợp tác. Nội dung đồ án của em gồm: Chương 1:Làm rõ những nội dung căn bản về truyền thông hợp tác và kỹ thuật MIMO. Chương 2:Tổng hợp những công trình nghiên cứu liên quan đến tối ưu hóa mạng truyền thông hợptác MIMO-AF đã đượcthực hiện. Chương 3:Phân tích bài toán đồng thời tối ưu Nguồn-Đích cho một hệ thống MIMO một chiều hai chặng, không tái sinh, tuyến tính, mô phỏng lại một số kết quả đã được nghiên cứu, mở rộng khảo sát cho trường hợp 8-PSK và trường hợp có đường liên kết trực tiếp. Trong quá trình biên soạn, đồ án không tránh khỏi có những sai sót, em mong được sự góp ý của các Thày giáo và các bạn đọc nói chung. Em xin gửi lời cảm ơn tới Thày giáo hướng dẫn PGS-TS Trần Xuân Nam, các Thày giáo nghiên cứu sinh và các Thày giáo trong phòng thí nghiệm Bộ môn Thông tin vì đã giúp đỡ em rất nhiều trong định hướng cũng như thực hiện nội dung đồ án tốt nghiệp đại học. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các Thày giáo trong Khoa Vô tuyến Điện tử, Học viện Kỹ thuật Quân sự và gia đình đã hỗ trợ, tạo điều kiện và động viên em hoàn thành đồ án này. Chương 1 TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN THÔNG HỢP TÁC MIMO 1.1 Truyền thông hợp tác 1.1.1 Khái quát chung về truyền thông hợp tác Truyền thông hợp tác (cooperative communication) là sự cộng tác của một hay nhiều nút trung gian trên đường truyền để truyền tín hiệu từ nút nguồn đến nút đích. Do quá trình truyền dẫn giữa nút nguồn và đích được hỗ trợ bởi các nút trung gian nên tạo thành các đường tín hiệu khác nhau đến phía thu[45]. Nếu vị trí các trạm trung gian cách xa nhau đủ lớn, các đường tín hiệu trở nên độc lập với nhau và vì vậy tạo nên các đường phân tập không gian. Theo số chặng chuyển tiếp có hệ thống truyền thông hợp tác đơn chặng (single hop) và hệ thống truyền thông hợp tác đa chặng (multiple hop). Theo số nút chuyển tiếp có hệ thống truyền thông hợp tác đơn nút và hệ thống truyền thông hợp tác đa nút. Hình 1.1 là một mô hình hệ thống truyền thông hợp tác đa nút[45]. Hình 1.1: Mô hình một hệ thống truyền thông hợp tác đa nút[45]. 1.1.2 Các giao thức truyền thông hợp tác Một khía cạnh quan trọng của quá trình truyền thông hợp tác là kênh chuyển tiếp xử lý tín hiệu nhận được từ nút Nguồn. Phương thức xử lý khác nhau dẫn đến giao thức truyền thông hợp tác cũng khác nhau. Tổng quát, các giao thức truyền thông hợp tác có thể được phân loại thành các giao thức chuyển tiếp cố định và các giao thức chuyển tiếp thích nghi. Trong chuyển tiếp cố định, các nguồn kênh được phân chia giữa nút Nguồn và nút Chuyển tiếp theo một giao thức cố định. Quá trình xử lý tại nút Chuyển tiếp không theo giao thức đã sử dụng. Trong giao thức chuyển tiếp khuếch đại-chuyển tiếp (AF: Amplify-and-Forward) cố định, nút Chuyển tiếp nhận bản tin sau đó khuếch đại và phát bản tin đó tới nút Đích. Một khả năng khác của quá trình xử lý tại nút Chuyển tiếp là giải mã tín hiệu nhận được, mã hóa lại và sau đó phát tới máy thu. Loại chuyển tiếp này gọi là giao thức chuyển tiếp giải mã-chuyển tiếp ((DF: Detect-and-Forward) cố định. Chuyển tiếp cố định có ưu điểm là dễ dàng thực hiện nhưng có nhược điểm là hiệu quả sử dụng băng thông thấp. Bởi vì một nửa số tài nguyên kênh được phân bổ cho nút Chuyển tiếp để phát, vì vậy làm hạn chế tốc độ truyền. Điều này đặc biệt đúng khi khi kênh giữa Nguồn-Đích tốt, lúc này tỷ lệ phần trăm các gói tin phát đi từ Nguồn được nhận chính xác tại đích là rất cao, do đó việc chuyển tiếp sẽ lãng phí. Các kỹ thuật chuyển tiếp thích nghi cố gắng khắc phục vấn đề này. Trong chuyển tiếp lựa chọn, nếu tỷ số tín hiệu trên tập âm (SNR: Signal-to-Noise Ratio) của tín hiệu nhận được tại nút Chuyển tiếp vượt quá một giá trị ngưỡng nào đó thì tại nút Chuyển tiếp thực hiện công việc giải mã-chuyển tiếp hiệu đó. Mặt khác, nếu kênh truyền giữa nút Nguồn và nút Chuyển tiếp chịu tác động của nhiễu và pha đinh dẫn tới tỷ số SNR thấp hơn giá trị ngưỡng thì nút Chuyển tiếp ở trạng thái rỗi. Ngoài ra, nếu nút Nguồn biết rằng nút Đích không giải mã đúng thì nút Nguồn có thể phát lại thông tin tới nút Đích hoặc thông qua nút Chuyển tiếp để trợ giúp chuyển tiếp thông tin, quá trình này gọi là chuyển tiếp tăng cường. Trong trường hợp này, cần thiết có một kênh phản hồi từ nút Đích tới các nút Nguồn và nút Chuyển tiếp. 1.1.3Ứng dụng của truyền thông hợp tác Truyền thông hợp tác có thể được ứng dụng rộng rãi trong các mạng thông tin vô tuyến như mạng thông tin di động tế bào, mạng ad hoc di động (MANET: Mobile Ad hoc Network) và mạng cảm biến không dây (WSN: Wireless Sensor Network). Kỹ thuật truyền thông hợp tác nhờ vào việc chuyển tiếp dữ liệu qua các nút (trạm) trung gian vì vậy cho phép kéo dài cự ly liên lạc giữa nút Nguồn và nút Đích cũng như mở rộng phạm vi vùng phủ. Hơn nữa do các đường chuyển tiếp được truyền phân tán trong không gian nên cho phép hệ thống thu được độ lợi phân tập không gian (spatial diversty gain) nhờ đó tăng dung lượng kênh truyền và chất lượng truyền dẫn tín hiệu. Mặt khác, nhờ sử dụng kỹ thuật chuyển tiếp đa chặng, các nút trung gian có thể sử dụng công suất phát thấp hơn trong khi vẫn bảo đảm được yêu cầu chất lượng dịch vụ, và làm giảm đáng kể can nhiễu đến hệ thống. Các công nghệ truyền dẫn hợp tác và chuyển tiếp đã dần dần được đưa vào các chuẩn mạng khác nhau, để phát triển hệ thống thông tin di động đáp ứng các nhu cầu về chất lượng, độ tin cậy, tốc độ dữ liệu, các yêu cầu về dịch vụ. Các công nghệ này đã được đưa vào trong các chuẩn IEEE 802.16j và LTE cải tiến (Long Term Evolution-Advanced). Truyền thông hợp tác cũng được ứng dụng trong hệ thống vô tuyến nhận thức và các mạng cảm biến. 1.2 Kỹ thuật truyền dẫn MIMO 1.2.1 Các kỹ thuật phân tập trong thông tin vô tuyến Trong thông tin vô tuyến quá trình truyền dẫn luôn chịu ảnh hưởng bởi các hiện tượng pha-đinh. Pha-đinh được phân loại theo nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào tham số xem xét, yêu cầu của hệ thống mà có: pha-đinh phạm vi rộng, pha-đinh phạm vi hẹp, pha-đinh phẳng, pha-đinh chọn lọc theo thời gian, pha-đinh chọn lọc tần số, pha-đinh nhanh và pha-đinh chậm. Với các mô hình kênh khác nhau như: kênh pha-đinh Rayleigh, kênh pha-đinh Rice, kênh pha-đinh Nakagami. Các hệ thống thông tin khác nhau sẽ chịu ảnh hưởng của các hiện tượng pha-đinh khác nhau [25] , vì vậy, biện pháp khắc phục ảnh hưởng của các loại pha-đinh cũng khác nhau. Để hạn chếảnh hưởng của pha-đinh và nâng cao chất lượng truyền thông, trong thông tin vô tuyến sử dụng một số biện pháp kỹ thuật như: phương pháp bù pha-đinh, kỹ thuật phân tập, kỹ thuật san bằng, trong đó các phương pháp phân tập được sử dụng khá phổ biến[1],[25]. Phương pháp phân tập đòi hỏi sự tồn tại của mộtsố đường truyền có các tham số thống kê độc lập, nhưng truyền tải cùng mộtthông tin giống nhau. Bản chất của phương pháp phân tập là tín hiệu đượctruyền trên các đường truyền độc lập sẽ chịu ảnh hưởng của hiệu ứng pha-đinhkhác nhau. Tức là, trong số các tín hiệu thu được sẽ có tín hiệu thu được vớichất lượng tốt và có tín hiệu thu được với chất lượng xấu. Do đó, nếu kết hợpcác tín hiệu này một cách thích hợp, chúng ta có thể thu được một tín hiệutổng hợp chịu ảnh hưởng của pha-đinh ít hơn. Kết quả này đồng nghĩa vớiviệc tín hiệu được truyền đi với độ tin cậy cao hơn. Theo miền ứng dụng, các phương pháp phân tập sử dụngtrong thông tin vô tuyến có thể được phân loại thành: phân tập thời gian, phân tập tần số, phân tập phân cực và phân tập không gian[1] . Phân tập thời gian Do tính chất ngẫu nhiên của pha-đinh, biên độ của một tín hiệu chịu ảnh hưởng pha-đinh ngẫu nhiên tại các thời điểm lấy mẫu cách xa nhau đủ lớn về thời gian sẽ không tương quan với nhau. Vì vậy, truyền một tín hiệu tại các thời điểm cách biệt đủ lớn tương đương với việc truyền một tín hiệu trên nhiều đường truyền độc lập, tạo nên sự phân tập về thời gian. Khoảng thời gian cần thiết để đảm bảo thu được các tín hiệu pha-đinh không tương quan tại máy thu tối thiểu là thời gian đồng bộ (coherence time) của kênh truyền. Nhược điểm chính của phương pháp phân tập thời gian là làm suy giảm hiệu suất băng tần do có sự dư thừa trong miền thời gian. Phân tập tần số Tương tự như phương pháp phân tập thời gian, có thể sử dụng một tập hợp các tần số để truyền đi cũng một tín hiệu, tạo nên sự phân tập tần số. Khoảng cách giữa các tần số phải đủ lớn, vào khoảng vài lần băng tần đồng bộ (coherence bandwwidth), để đảm bảo pha-đinh ứng với các tần số sử dụng không tương quan với nhau. Nhược điểm của phương pháp phân tập tần số là sự tiêu tốn phổ tần số. Ngoài ra, do các nhánh phân tập có tần số khác nhau nên mỗi nhánh cần sử dụng một máy thu phát cao tần riêng. Phân tập phân cực Nghiên cứu cho thấy tín hiệu truyền đi trên hai phân cực trực giao trong môi trường thông tin di động có các tham số thống kê độc lập. Vì vậy, hai phân cực này có thể được coi là cơ sở của hai nhánh phân tập phân cực. Do chỉ tồn tại hai phân cực sóng trực giao nên số lượng tối đa các nhánh phân tập có thể tạo được chỉ là hai. Ngoài ra, do sự hạn chế của công suất máy phát nên công suất tin hiệu phát cần chia đều cho hai nhánh, và vì vậy, chất lượng tín hiệu thu cũng bị suy giảm đi 2 lần hay 3dB. Phân tập không gian Phân tập không gian là sử dụng nhiều ăng-ten ở máy thu, máy phát hoặccả ở phía máy thu và máy phát để tạo nên các nhánh phân tập không giankhác nhau. Khoảng cách cần thiết giữa các ăng-ten tối thiểu là một nửa bướcsóng. Khi sử dụng nhiều ăng-ten ở máy phát, ta có hệ thống phân tập không gian phát, và có phân tập không gian thu nếu sửdụng nhiều ăng-ten thu. Trường hợp phân tập không gian mà sử dụng nhiều ăng-ten ở cả máy phát và máy thusẽ tạo nên một hệ thống truyền dẫn vô tuyến sử dụng cả phân tập phát và phân tập thu, kênh truyền vô tuyến giữa các ăng-ten máy phát và ăng-ten máy thu được gọi là kênh MIMO. Phương pháp phân tập được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất trong thông tin vô tuyến là phân tập không gian.Ưu điểm của phương pháp phân tập không gian là không làm suy giảmhiệu suất băng tần, không tiêu tốn phổ tần, dễ sử dụng và trên lýthuyếtkhông có sự hạn chế về số lượng các nhánh phân tập. 1.2.2 Một số kỹ thuật kết hợp tín hiệu a) Kỹ thuật kết hợp phân tập không gian thu Khi tín hiệu được truyền qua môi trường pha-đinh Rayleigh tới máy thu sử dụng phân tập không gian với nhánh phân tập, khi đó máy thu sẽ thu được tín hiệu nhánh. Từ tín hiệu nhánh trên, để tín hiệu ở đầu ra bộ kết hợp có chất lượng tốt hơn, có thể sử dụng ba phương pháp kết hợp phân tập không gian: Kết hợp chọn lọc (SC: Selection Combining) Cấu hình của bộ kết hợp chọn lọc được minh họa như Hình 1.2. Tại một thời điểm , mạch chọn lọc logic thực hiện việc đo lường và tính toán tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR: Signal to Noise Ratio) của từng nhánh phân tập và chọn ra tín hiệu ở nhánh có tỷ số SNR lớn nhất. Trong thực tế, việc đo lường tỷ số SNR rất khó thực hiện và, vì vậy, tínhiệu trên nhánh phân tập có tổng công suất tín hiệu và tạp âm lớn nhất sẽ được chọn. Hình 1.2: Mô hình phương pháp kết hợp chọn lọc[1]. Kết hợp số cực đại (MRC: Maximal-Ratio Combining) Phương pháp kết hợp tỉ số cực đại được Kahn đề xuất năm 1954. Sử dụng phương pháp này, tín hiệu của nhánh phân tập được nhân trọng số (weighted) cân xứng theo tỉ số SNR của các nhánh, sau đó được điều chỉnh đồng pha rồi kết hợp (cộng) với nhau. Thực tế, phương pháp kết hợp tỉ số cực đại là phương pháp kết hợp cho độ lợi lớn nhất. Phương pháp kết hợp này còn được gọi là phương pháp kết hợp tối ưu (optimum combining). Sơ đồ cấu hình một bộ kết hợp tỉ số cực đại được trình bày ở Hình 1.3. Hình 1.3: Mô hình phương pháp kết hợp tỷ số cực đại[1]. Kết hợp đồng độ lợi (EGC: Equal-Gain Combining) Tuy phương pháp MRC là phương pháp kết hợp tối ưu cho độ lợi phân tập lớn nhất trong tất cả các phương pháp kết hợp phân tập thu, nhưng phương pháp này yêu cầu phải biết chính xác được các trọng số kết hợp , do đó tương đối phức tạp. Hơn nữa, độ lợi thu được của phương pháp MRC không lớn hơn nhiều so với phương pháp kết hợp chọn lọc. Điều này có nghĩa là phần lớn độ lợi phân tập thu được từ nhánh phân tập có công suất lớn nhất và nếu một phương pháp kết hợp có thể thu được độ lợi từ nhánh phân tập đó thì tổng độ lợi thu được hầu như không thay đổi. Quan sát này dẫn đến một phương pháp phân tập mới, kỹ thuật kết hợp phân tập đồng độ lợi (EGC: Equal-Gain Combining), đơn giản hơn phương pháp MRC. Sử dụng phương pháp kết hợp EGC, tín hiệu tại các nhánh được đồng pha (co-phasing) giống như trong trường hợp MRC, nhưng sau đó được nhân với các trọng số có cùng độ lớn, rồi kết hợp với nhau. Trường hợp đơn giản nhất là đặt độ lợi của các trọng số bằng hằng số đơn vị. Như vậy, phương pháp kết hợp EGC chỉ là một trường hợp đặc biệt của phương pháp MRC. Hình 1.4 mô tả độ lợi phân tập của các phương pháp khác nhau. Nhìn vào hình vẽ có thể nhận thấy phương pháp kết hợp tỉ số cực đại cho độ lợi phân tập lớn nhất, và phương pháp kết hợp chọn lọc cho độ lợi thấp nhất. Hình 1.4: Độ lợi phân tập của các phương pháp kết hợp phân tập[1].