Hiện này, xu thế của mạng thông tin di dộng là tăng tốc độ người
dùng và đa dạng hóa các ứng dụng. Sự gia tăng về nhu cầu của các ứng
dụng của mạng không dây và nhu cầu băng thông cao khi truy nhập
Internet. Người dùng luôn luôn mong muốn công nghệ di động mới ra đời
vẫn sẽ cung cấp các dịch vụ và tiện ích theo cách tương tự như mạng hữu
tuyến. Và tất nhiên, nhu cầu về chất lượng dịch vụ cung cấp được tốt hơn,
tốc độ cao hơn, tốc độ truy nhập Web, tải xuống các tài nguyên mạng
nhanh hơn là đích hướng tới của công nghệ di động 4G.
Về nội dung, luận văn được chia làm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về MIMO
Chương 2: MIMO trong LTE, giới thiệu SU- MIMO trong LTE, ghép
kênh không gian cho SU-MIMO trong LTE, tiền mã hóa dựa vào phân tập
vòng trễ, ghép kênh không gian vòng hở trong LTE, phân tập, MIMO đa
người dùng, báo hiệu phản hồi đường lên trong LTE, cấu hình anten, đánh
giá hiệu năng của các sơ đồ MIMO
Chương 3: MIMO trong LTE-Advanced, điểm khác nhau của MIMO
trong LTE và MIMO trong LTE-Advanced, MU-MIMO trong LTE
Advanced, So sánh SU-MIMO trong LTE và SU-MIMO trong LTE
Advanced, CoMP
Em xin trân trọng cảm ơn cô giáo TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng đã
tận tình hướng dẫn và cung cấp cho em nhiều tài liệu phục vụ việc hoàn
thiện luận văn này
37 trang |
Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 2814 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tóm tắt luận văn Mimo trong lte và lte advanced, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------
NGUYỄN CÔNG DOANH
MIMO TRONG LTE VÀ LTE ADVANCED
Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông
Mã số: 60.52.02.08
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI – 2013
1
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện này, xu thế của mạng thông tin di dộng là tăng tốc độ người
dùng và đa dạng hóa các ứng dụng. Sự gia tăng về nhu cầu của các ứng
dụng của mạng không dây và nhu cầu băng thông cao khi truy nhập
Internet. Người dùng luôn luôn mong muốn công nghệ di động mới ra đời
vẫn sẽ cung cấp các dịch vụ và tiện ích theo cách tương tự như mạng hữu
tuyến. Và tất nhiên, nhu cầu về chất lượng dịch vụ cung cấp được tốt hơn,
tốc độ cao hơn, tốc độ truy nhập Web, tải xuống các tài nguyên mạng
nhanh hơn là đích hướng tới của công nghệ di động 4G.
Về nội dung, luận văn được chia làm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về MIMO
Chương 2: MIMO trong LTE, giới thiệu SU-MIMO trong LTE, ghép
kênh không gian cho SU-MIMO trong LTE, tiền mã hóa dựa vào phân tập
vòng trễ, ghép kênh không gian vòng hở trong LTE, phân tập, MIMO đa
người dùng, báo hiệu phản hồi đường lên trong LTE, cấu hình anten, đánh
giá hiệu năng của các sơ đồ MIMO
Chương 3: MIMO trong LTE-Advanced, điểm khác nhau của MIMO
trong LTE và MIMO trong LTE-Advanced, MU-MIMO trong LTE
Advanced, So sánh SU-MIMO trong LTE và SU-MIMO trong LTE
Advanced, CoMP
Em xin trân trọng cảm ơn cô giáo TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng đã
tận tình hướng dẫn và cung cấp cho em nhiều tài liệu phục vụ việc hoàn
thiện luận văn này
2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MIMO
1.1Giới thiệu chương
Nhằm mục đích không ngừng nâng cao chất lượng dịch vụ trên mạng
di động dữ liệu băng rộng, cụ thể ở đây là tốc độ truyền dữ liệu đường
xuống từ nhà mạng đến người dùng, và đường lên từ người dùng lên nhà
mạng, các nhà nghiên cứu viễn thông và hãng viễn thông lớn trên thế giới
đã đưa ra mô hình truyền dẫn dành cho LTE và LTE Advanced: Đa anten
phát, đa anten thu.
Công nghệ MIMO trong LTE giống như ghép kênh không gian, phân
tập truyền dẫn và beamforming là các thành phần quan trọng cho việc
cung cấp tỉ số đỉnh cao hơn, và hiệu năng của hệ thống sẽ tốt hơn, đây là
các yêu tố cơ bản để hỗ trợ dịch vụ dữ liệu băng rộng trong tương lai qua
môi trường mạng không dây. Mở rộng trong tương lại của công nghệ LTE
MIMO được nghiên cứu trong 3GPP, mục “ LTE Advanced”, chúng ta sẽ
thấy các yêu cầu cần thiết của IMT-Advanced
1.2 Cấu hình đa anten
Các kĩ thuật đa anten được dùng để cải thiện hiệu năng của hệ thống
như:
- Cải thiện dung lượng của hệ thống
- Cung cấp chất lượng dịch vụ tốt hơn đến người dùng bằng cách
cải thiện tốc độ truyền dữ liệu
Kỹ thuật đa anten có thể được phân loại như sau:
- Một đầu vào, nhiều đầu ra: SIMO- Single Input Multi Output
3
- Nhiều đầu vào, một đầu ra: MISO- Multi Input Single Output
- Nhiều đầu vào, nhiều đầu ra: MIMO – Multi Input Multi
Output
Tuy nhiên, nhiều khi người ta sử dụng MIMO để nói về vấn đề
chung, trong đó SIMO và MISO là các trường hợp đặt biệt của MIMO
Một liên kết MIMO điểm tới điểm giữa một BTS và một UE gọi là
SU-MIMO, hay MINO đơn người dùng, khi nhiều MS thông tin đồng thời
trên một BTS chung trên cơ sở sử dụng cùng một tài nguyên trong miền
tần số và miền thời gian.
Mở rộng ra, nếu xét một ngữ cảnh nhiều ô, khi các BTS lân cận chia sẻ các
anten của mình theo cách MIMO ảo để thông tin với cùng một tập UE
trong các ô khác nhau, ta có thuật ngữ MIMO đa người sử dụng đa ô.
1.3 Các lợi ích của việc sử dụng đa anten và các vấn đề thực tiễn
của các sơ đồ MIMO
1.3.1 Các lợi ích của việc sử dụng các kỹ thuật đa anten
Đảm bảo phân tập chống pha đinh trên kênh vô tuyến
Trường hợp này sử dụng nhiều anten ở máy phát và(hoặc) nhiều anten ở
máy thu. Các kênh truyền do anten này tạo ra phải có tương quan pha đinh
tương hỗ thấp, do đó cần khoảng cách giữa các anten phải đủ lớn, hoặc sử
dụng các anten có phân cực khác nhau.
Tạo dạng búp sóng tổng hợp
4
Nếu sử dụng nhiều anten ở máy phát và ( hoặc) nhiều anten ở máy
thu, hệ thống sẽ tạo dạng búp sóng tổng hợp ( búp phát và búp thu) để đạt
được tăng ích cực đại trong quá trình truyền đến máy phát hoặc máy thu,
hoặc để triệt tiêu các tín hiệu nhiễu chính.
Giải pháp ghép kênh không gian
Sự có mặt đồng thời nhiều anten tại máy phát và máy thu có thể được
sử dụng để tạo nhiều kênh thông tin song song trên giao diện vô tuyến.
Điều này đảm bảo khả năng sử băng thông cao mà không gây giảm hiệu
suất sử dụng công suất hay nói một cách khác cho phép tốc độ truyền dẫn
cao mà không ảnh hưởng đến phủ sóng.
Mặc dù MIMO rất đa dạng và phức tạp, các kĩ thuật SU-MIMO và MU-
MIMO đều dựa trên một số nguyên lý căn bản với mục đích tăng cường
một số thuộc tính kênh truyền sóng đa anten quan trọng. Tồn tại 2 ưu điểm
liên quan đến kênh này ( so với SISO) là:
Độ lợi phân tập
Độ lợi dàn và độ lợi ghép kênh không gian
không gian.
1.3.2 Các vấn đề thực tiện của mô hình MIMO
Các hạn chế thực tiễn quan trọng ảnh hưởng lên hiệu năng thực tế
của hệ thống MIMO lý thuyết và các hạn chế này thường mang tính quyết
định khi lựa chọn một chiếm lược truyền dẫn cụ thể trong một môi trường
truyền sóng cho trước và trong quá trình thiết lập hệ thống.
5
Các lợi ích đầy đủ của MIMO ( độ lợi dàn, độ lợi phân tập, độ lợi
ghép kênh) chỉ đạt được với giả thiết các anten phải không tương quan và
các ma trận MIMO phải là ma trận có hạng đầy đủ. Một lý do dẫn đến sự
khác nhau giữa các độ lợi MIMO lý thuyết và độ lợi đạt được thực tế là
khả năng máy thu ước tính chính xác các hệ số kênh mỗi khi máy phát cần.
1.4 Mô hình MIMO tổng quát
Hình sau mô tả mô hình MIMO tổng quát gồm Nt anten phát và Nr
anten thu
Hình 1.1: Mô hình MIMO tổng quát
1.5 Mô hình hệ thống MIMO tối ưu
Ta xét một hệ thống truyền dẫn vô tuyến bao gồm Nt anten phát, và Nr
anten thu như hình vẽ trên, ta có phương trình
= ̅+ƞ
Trong đó ƞ là vec tơ AWGN phức với ƞ = (0, ) và E[ƞ ƞ ] =
6
H là ma trận kênh x , khi khoảng cách giữa các anten >