Kỹ thuật phân tập Mở đầu • Phân tập (diversity) là kỹ thuật gửi cùng 1 ký hiệu trên các đường truyền độc lập, tổng hợp các phiên bản nhận được tại nơi thu sẽ cho kết quả tin cậy hơn. Đây là phương pháp hiệu quả để chống fading. Có thể thực hiện trong miền thời gian, không gian hay tần số – Trong thời gian, đơn giản nhất là mã lặp lại – Trong không gian: dùng nhiều anten phân tập cả phát lẫn thu – Trong tần số, sẽ xem xét 3 trường hợp: Một sóng mang với bộ cân bằng, trải phổ dãy trực tiếp, hợp kênh các tần số trực giao • Các sơ đồ phân tâp tinh vi sử dụng tính chất phân tập của kênh và đồng thời cả bậc tự do của nó. So với mã lặp lại ngoài hệ số phân tập chúng còn cung cấp hệ số mã Bổ túc • Mật độ xác suất điều kiện (còn gọi là hàm khả năng-likelihood) và xác suất hâu nghiệm • Xác suất hậu nghiệm của U biểu diễn theo hàm khả năng (qui tắc Bayes) • Với mật độ tổng hợp của V là: ở đó p 0 và p 1 là xác suất trước của nguồn • Qui tắc quyết định sau (hậu nghiệm) Qui tắc ML • Biểu diễn theo tỷ số hàm khả năng: • Khi p 0 =p 1 , qui tắc quyết định theo hậu nghiêm cực đại chuyển thành qui tắc quyết định theo khả năng lớn nhất • Khi đưa về hàm loga của tỷ số thì xác suất lớn nhất của hàm khả năng chuyển thành khoảng cách nhỏ nhất Tách nhị phân trong kênh ồn Gaus • Ví dụ: phân bố ồn Gaus • Tín hiệu U(a,-a) qua kênh ồn quan sát được là V=a+Z. ta có hàm khả năng • Tỷ số khả năng • Lấy loga: Ngưỡng quyết và xác suất lỗi • Ngưỡng: • Với U=-a, lỗi khi giá trị ồn lớn hơn • Hay • coi a 2 như năng lượng bit E b • Khi p 0 =p 1 Tách nhị phân không đồng bộ trong kênh Rayleigh phẳng • Kênh chuẩn hóa có phân bố hệ số (gain) kênh pha phân bố đều [0,2π] • Bình phương hệ số kênh có phân bố là: • Tín hiệu qua kênh: • Do không biết pha phải dùng 2 tín hiệu trực giao u A =(a,0), u B (0,a) • Với là tổng của 2 thành phần Gaus phức, thành phần 1 phương sai là a 2 /2 thành phần 2 là N 0 W/2 Xác suất liên kết • Tức là V 0 là biến ngẫu nhiên • Còn V 1 là • Mật độ xác suất liên kết trong 2 trường hợp • Hàm tỷ số: • Quyết định là và là nếu ngược lại Lỗi trong kênh fading • Lỗi sẽ xảy ra khi bất đẳng thức không mong muốn. Đặt • Vì X 1 >X 0 là điều kiện lỗi khi U=(a,0) và công suất tín hiệu tb=a 2 /2 (do ½ thời gian không có) nên: • Quyết định giống như so sánh hình chiếu Trên hai trục Kết quả này rất kém. để có P e =10 -3 cần SNR~500 (27dB). Để truyền tin cậy hơn cần công suất lớn hơn nhiều. [...]... Pe=1/(2SNR) Phân tập • Phân tập thời gian có thể nhận được bằng mã, hay ghép xen: Thông tin được mã và phân tán trên những khoảng thời gian lớn hơn thời gian kết hợp của kênh hoặc những khoảng tần số lớn hơn độ rộng băng kết hợp của kênh • Trong khi mã lặp lại có hệ số phân tập cực đại (song tốc độ dữ liệu bị giảm), thì các sơ đồ phức tạp hơn vẫn có thể tăng tốc độ dữ liệu đồng thời vẫn có được hệ số phân tập. .. tốc độ dữ liệu đồng thời vẫn có được hệ số phân tập cùng với hệ số mã Để bài toán đơn giản ta xét trường hợp thu đồng bộ: bộ thu biết kênh và có thể tổ hợp đúng các nhánh phân tập Điều này được thực hiện thông qua pilot (trong khoảng thời gian kết hợp kênh) và công suất thu được của tín hiệu phát Phân tập thời gian • Kết quả phân tập thời gian đạt được bằng cách lấy trung bình fading theo thời gian •... suất để hệ số toàn thể nhỏ hơn 1/SNR là 1/SNRL (lúc đó xảy ra lỗi) L được gọi là hệ số phân tập của hệ 2 Mở rộng mã lặp lại • Dẫu đạt được hệ số phân tập cao, mã lặp lại lại không sử dụng hết bậc tự do có sẵn trong kênh vì nó lặp lại cùng một ký hiệu trên L khoảng ký hiệu Sử dụng mã tinh vi hơn, ngoài hệ số phân tập hệ số mã cũng có thể nhận được • Có nhiều kiểu mã được dùng Ta trình bày ở đây mã quay... chiều chứ không phải đóng gói trong không gian 1 chiều như mã lặp lại Đây cũng chính là nguyên nhân làm mã QPSK hiệu suất hơn BPSK • • • • Ôn tập giữa kỳ Kỹ thuật trải phổ Kênh Gaus và kênh Rayleigh Dung năng kênh Gaus và dung năng kênh fading Kỹ thuật phân tập theo thời gian ... có thể định nghĩa δij là khoảng cách tích bình phương giữa xi và xj với i,j=A,B,C,D tổng hợp kết quả lại • δij>0 đối với tất cả i,j ta luôn có hệ số phân tập là 2 Khoảng cách tích bình phương tối thiểu (mẫu số) xác định hệ số mã của sơ đồ ngoài hệ số phân tập thông số này phụ thuộc θ và ta có thể tìm θ để cực đại hệ số mã Ở đây δAB= δAD =4sin22θ và δAC=16cos22θ • Góc θ* làm cực đại khoảng cách tích bình... truyền 1 bit thông tin Việc phát 2 ký hiệu BPSK độc lập u1,u2 qua 2 thời gian ký hiệu sẽ sử dụng bậc tự do có sẵn hiệu quả hơn, nhưng không có hệ số phân tập : lỗi sẽ có khi một trong 2 hệ số h1,h2 bị fading sâu • Để có được hệ số lợi trên cả 2 phương diện phân tập và bậc tự do xét sơ đồ phát vecto qua 2 thời gian ký hiệu với ma trận quay  u1  x = R  u 2  cos θ R=  sin θ − sin θ  cos θ   • Dùng... (k/c các vị trí sao bằng nhau), sơ đồ BPSK đòi hỏi công suất lớn hơn (1/4SNR) Mặt khác có thể định nghĩa suy giảm sâu là khi /h/2.SNR . đúng các nhánh phân tập. Điều này được thực hiện thông qua pilot (trong khoảng thời gian kết hợp kênh) và công suất thu được của tín hiệu phát. Phân tập thời gian • Kết quả phân tập thời gian. trong biểu thức của BPSK ta được: P e =1/(2SNR) . Phân tập • Phân tập thời gian có thể nhận được bằng mã, hay ghép xen: Thông tin được mã và phân tán trên những khoảng thời gian lớn hơn thời. lại có hệ số phân tập cực đại (song tốc độ dữ liệu bị giảm), thì các sơ đồ phức tạp hơn vẫn có thể tăng tốc độ dữ liệu đồng thời vẫn có được hệ số phân tập cùng với hệ số mã. Để bài toán đơn