BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN CÔNG DANH ỨNG DỤNG MÃ TURBO TRONG HỆ THỐNG MIMO NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520203 S K C0 6 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN CÔNG DANH ỨNG DỤNG MÃ TURBO TRONG HỆ THỐNG MIMO NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2015 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Trần Công Danh Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 14/08/1963 Nơi sinh: TP.HCM Quê quán: Tiền Giang Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 358/12T Lê Đức Thọ, Gò Vấp, TP.HCM Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: Fax: E-mail: kongpongcham88@gmai.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Trung cấp nghề Thời gian đào tạo từ 09/2004…… đến 05/2006 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Trung cấp Việt-Hàn Ngành học: Kỹ Thuật Điện Tử Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2006 đến 01/2011 Nơi học (trƣờng, thành phố): Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp HCM Ngành học: Kỹ Thuật Điện – Điện Tử Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Môn thi Kỹ thuật Audio - Video Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: tháng 7/2010, ĐH SPKT Ngƣời hƣớng dẫn: III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Phụ giúp gia đình 2011 - i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 201… (Ký tên ghi rõ họ tên) Trần Công Danh ii LỜI CẢM ƠN Tôi chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Hồng Liên tận tình hƣớng dẫn suốt trình thực đề tài Tôi gởi lời cảm ơn đến Quý Thầy Cô trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh ta ̣o điề u kiê ̣n cho quá trìn h ho ̣c tâ ̣p và nghiên cƣ́u Tôi cảm ơn bạn khóa giúp đỡ lúc khó khăn Cuối cùng, xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 201… Học viên Trần Công Danh iii TÓM TẮT Tên đề tài: Ứng dụng mã Turbo hệ thống MIMO Nơi nghiên cứu: Trƣờng ĐH SPKT tp.HCM, khoa Điện – Điện tử Sinh viên thực hiện: Trần Công Danh Giáo viên hƣớng dẫn: PGS TS Phạm Hồng Liên Thời gian thực hiện: Từ 23/02/2015 đến 23/08/2015 Với bùng nổ Công nghệ thông tin, nhu cầu truyền dẫn liệu không ngừng tăng lên yêu cầu truyền dẫn liệu ngày cao Tuy nhiên, với hạn chế lƣợng, băng thông, nhiều kỹ thuật ứng dụng đƣợc triển khai để khắc phục khó khăn Một kỹ thuật phân tập MIMO với nhiều ăn-ten phát thu kết hợp với mã sửa sai Turbo Hệ thống đa ăn-ten thu-phát MIMO phát triển rộng rải liên lạc không dây hệ thống tin di động thứ (3G) Hệ thống áp dụng kỹ thuật phân tập, kết hợp kỹ thuật mã hóa nhằm tăng dung lƣợng kênh truyền, cải thiện hiệu phổ mà tăng công suất phát hay băng thông Để giải tốt ảnh hƣởng môi trƣờng truyền dẫn không dây di động, việc tận dụng ƣu hệ thống MIMO , luận văn nghiên cứu kết hợp mã sửa sai Turbo vào hệ thống Kết nghiên cứu xác định đặc trƣng đem lại kết tốt cho hệ thống kết hợp Các kết đạt đƣợc luận văn nhƣ sau : o Diễn giải cặn kẻ thuật toán giải mã dẫn dắt đến thuật toán giãi mã Viterbi, giãi mã phần mềm dựa vào mức điện áp bit o Diễn giải sơ đồ khối tiến trình giải mã Turbo sơ đồ khối Turbo-MIMO, đồng thời hiển thị mô cho thấy kết so sánh mô tốt hẳn mã Turbo hệ thống MIMO o Đề cập đến vấn đề ảnh hƣởng đến việc sửa lỗi hệ thống Turbo-MIMO, cụ thể chiều dài mã khối Ngoài nghiên cứu vấn đề dò tìm lặp, kể bên giải mã o Mô hệ thống turbo-MIMO-OFDM dùng Matlap Simulink phiên 2009a iv ABSTRACT Project title: Application of Turbo codes in MIMO systems Place of study: HCMC University of Technical Education, Faculty of Electrical Electronics Students perform: Tran Cong Danh Instructor: Assoc Dr Pham Hong Lien Implementation period: From 23/02/2015 to 23/08/2015 With the explosion of information technology, data transmission demand keeps growing and require data transmission is increasing However, with the energy limitations, bandwidth, many new application techniques being developed to overcome this difficulty One of which is the technical diversity MIMO with multiple transmit and receive antennas combined with error proofing Turbo code Multi-antenna system transceiver bounteous developing MIMO wireless communication in the mobile communication generation 3rd (3G) This system applies the technical diversity, combining encryption techniques to increase channel capacity, improve spectral efficiency without increasing the transmit power or bandwidth To resolve possible environmental effects wireless transmission and mobile, in addition to taking advantage of MIMO systems, combined dissertation Turbo error code against this system The research results have identified the characteristics bring good results for the combined system The results obtained in this thesis are as follows: o Interpretation particularized sequential decoding algorithm led to Viterbi decoding algorithm, decoded by software based on the voltage level of bit and o Interpretation block diagram Turbo decoding process flowchart Turbo-MIMO, and displays the simulation showed comparable results much better simulation of Turbo codes in MIMO systems o Referring to the issues affecting the fixes in Turbo-MIMO system, namely the length of the block code Also study loop detection problem, including external and decoding o Simulation system MIMO-OFDM using turbo-version Matlap Simulink 2009a v MỤC LỤC : LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv CÁC TỪ VIẾT TẮT ix DANH SÁCH CÁC HÌNH xi DANH SÁCH CÁC BẢNG xiv Chƣơng 1: TỔNG QUAN 15 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu 15 1.3 Mục đích đề tài : 18 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu giới hạn đề tài : 18 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 18 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 19 2.1 KỸ THUẬT OFDM 19 2.1.1 Nguyên lý OFDM 19 2.1.2 Tín hiệu OFDM 20 2.1.3 Phổ tín hiệu OFDM 20 2.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MIMO 22 2.2.1 Các kĩ thuật phân tập 22 2.2.2 Mã Alamouti 23 2.3 MÃ HÓA TURBO 25 2.3.1 Giới thiệu mã Turbo 25 2.3.2 Bộ mã hóa chập hệ thống đệ quy RSC 26 2.3.3 Bộ ghép đan xen 27 2.3.4 Bộ giải mã Turbo 27 2.3.5 Tổng quan thuật toán giải mã 28 2.4 THUẬT TOÁN MÃ HÓA GIẢI MÃ VỚI MÃ CHẬP DỰA TRÊN TRELLIS – VITERBI 28 2.4.1 Thông số mã cấu trúc mã chập 29 vi 2.4.2 Đa thức đƣợc chọn 29 2.4.3 Mã hóa chuỗi 31 2.4.4 Thiết kế Bộ mã hóa 33 2.4.5 Biểu diễn biểu đồ 34 2.4.6 Mã hóa 37 2.4.7 Giải mã 38 2.4.8 Giải mã theo định mềm 47 2.5 ỨNG DỤNG MÃ TURBO TRONG HỆ THỐNG MIMO 53 2.5.1 Mô hình Hệ thống 53 2.5.2 Máy phát 54 2.5.3 Phân bố sóng mang phụ 55 2.5.4 IFFT 55 2.5.5 Kênh truyền 55 2.5.6 Máy thu 56 2.5.7 FFT 56 2.5.8 Loại bỏ FEC 56 2.5.9 Giải mã Viterbi 56 2.6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG TURBO-MIMO HIỆU QUẢ CAO VỚI THIẾT LẬP DÕ TÌM LẶP VÀ GIẢI MÃ 58 2.6.1 Mô hình Hệ thống TURBO-MIMO 58 2.6.2 Định hƣớng hệ thống Turbo-MIMO lặp 60 2.6.3 Kết theo mô 63 2.6.4 Kết luận: 63 2.7 CẤU TRÖC GIẢI MÃ TURBO 65 Mã Chập Ghép Song song kênh MIMO : 65 Chƣơng 3: CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 68 3.1 Kết mô từ phần mềm Matlab 68 3.2 LƢU ĐỒ GIẢI THUẬT 75 3.2.1 Lƣu đồ mã hóa 75 3.2.2 Lƣu đồ giải mã 76 Chƣơng 4: KẾT LUẬN 77 vii 4.1 KẾT LUẬN 77 4.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 viii CÁC TỪ VIẾT TẮT APP A posteriori probability AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu trắng Gauss cộng BER Bit Error Rate Tốc độ lỗi bit CSI Channel State Information Thông tin trạng thái kênh MAP Maximum A Posteriori Phƣơng Pháp hậu nghiệm tối đa MIMO Multi-input Multi-output Đa ngõ vào đa ngõ MISO Multi-input Single-output Đa ngõ vào ngõ ML Maximum Likelihood Khả lớn MMSE Minimum Mean-squares Lỗi bình phƣơng trung bình error nhỏ LOS Light of sight Đƣờng truyền thẳng Pdf Probability density function Hàm mật độ xác suất RSC Recursive systematic convolutional Mã chập có tính hệ thống đệ quy SOVA Soft Output Viterbi Algorithm SIMO Single-input Multi-output Một ngõ vào, đa ngõ SISO Single-input Single-output Một ngõ vào ngõ SISO Soft Input Soft Output Bộ giải ngõ vào mềm ngõ mềm SNR Signal Noise Ratio Tỷ số tín hiệu nhiễu ix SM Spatial Multiplexing Đa hợp không gian STC Space-Time Coding Mã hóa không gian thời gian SVD Singular Value Decomposition Phân chia giá trị đơn x DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH Trang Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát N ăn-ten phát M ăn-ten thu 24 Hình 2.3 Trình bày sơ đồ mã kết nối song song 25 Hình 2.2 Trình bày sơ đồ kết nối nối tiếp 25 Hình 2.4 Sơ đồ khối mã hóa Turbo 26 Hình 2.5 Bộ ghép xen làm tăng trọng số từ mã 27 Hình 2.6 Các họ thuật toán giải mã dựa sơ đồ Trellis 28 Hình 2.7 Mã chập (3,1,3) có ghi nhớ, bit đầu vào bit đầu 29 Hình 2.8 Các trạng thái mã ghi 30 Hình 2.9 Bit qua mã hóa tạo bit đầu 31 Hình 2.10 Sơ đồ trạng thái mã (2,1,4) 35 Hình 2.11 Sơ đồ Cây mã (2,1,4) 36 Hình 2.12 Sơ đồ Trellis mã (2,1,4) 37 Hình 2.13 Chuỗi mã hóa , bit ngõ vào 1011000 , bit ngõ 11011111010111 38 Hình 2.14 Đƣờng hƣớng tìm kiếm giải mã trình tự 40 Hình 2.15 Giải mã tìm kiếm đƣờng 41 Hình 2.16 Giải mã tìm kiếm đƣờng 41 Hình 2.17 Giải mã tìm kiếm đƣờng 42 Hình 2.18 Giải mã Viterbi, Bƣớc 43 Hình 2.19 Giải mã Viterbi, Bƣớc 44 Hình 2.20 Giải mã Viterbi, Bƣớc 44 Hình 2.21 Giải mã Viterbi, Bƣớc 45 Hình 2.22 Giải mã Viterbi, Bƣớc 4, sau có loại bỏ 45 xi Hình 2.23 Giải mã Viterbi, Bƣớc 46 Hình 2.24 Giải mã Viterbi, Bƣớc 46 Hình 2.25 Giải mã Viterbi, Bƣớc 47 Hình 2.26 Hai tín hiệu tạo nhiễu 48 Hình 2.27 Tạo vùng định Xác suất xác đƣợc tính toán từ diện tích dƣới đƣờng cong gaussian 49 Hình 2.28 Xác suất giải mã bit tùy thuộc vào độ lớn điện áp nhận đƣợc, với điện áp đƣợc lƣợng tử hóa thành cấp 50 Hình 2.29 Thiết bị phát MIMO OFDM 54 Hình 2.30 Thiết bị thu MIMO OFDM 54 Hình 2.31 Sơ đồ khối Turbo-MIMO 59 Hình 2.32 Sơ đồ Lƣới 61 Hình 2.33 Các kết mô hệ thống Turbo-MIMO sử dụng LLR cho thông tin parity-kiểm tra với số lần lặp khác 64 Hình 2.34 Mã Chập Ghép Song song kênh MIMO 65 Hình 3.1 So sánh BER SIO, SIMO, MISO, MIMO 68 Hình 3.3 So sánh BER HT VBLAST-OFDM 69 Hình 3.2 So sánh BER HT MIMO 69 Hình 3.4 So sánh BER điều chế HT MIMO 70 Hình 3.5 So sánh BER HT MIMO-OFDM 70 Hình 3.6 So sánh BER OFDM 71 Hình 3.7 Các thông số chạy Matlap Turbo 72 Hình 3.8 BER mã Turbo HT MIMO-OFDM, điều chế BPSK 72 Hình 3.9 BER mã Turbo HT MIMO-OFDM, điều chế 4-QAM 73 Hình 3.10 Hiệu suất mã Turbo HT MIMO-OFDM 73 Hình 3.11 Mã Turbo lần lặp có Puncture 74 xii Hình 3.12 Mã Turbo lần lặp Puncture 74 xiii DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG Trang Bảng 2.1 Đa thức tốt cho mã tỷ lệ 1/2 30 Bảng 2.2 Tra cứu cho mã hóa mã (2,1,4) 34 Bảng 2.3 Quy ƣớc Bit –Metric định xét từ tín hiệu vào tạo chuỗi mã thích hợp 39 Bảng 2.4 Mỗi nhánh có số đo Hamming metric tùy thuộc vào bit nhận, từ mã tƣơng ứng 43 Bảng 2.5 Bảng tra cứu tính toán 62 Bảng 2.6 BER Mã Chập Ghép Song song PCCC kênh MIMO với chiều dài khối 512, 1024, 2048 67 xiv Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu Một hệ thống gồm nhiều ăn-ten phát ăn-ten thu đƣợc gọi hệ thống MIMO (Multiple Input Multiple Output) Hệ thống đƣợc nghiên cứu thông qua mô máy tính từ thập kỉ 80, ƣu điểm mà mang lại nên đƣợc nhiều ngƣời quan tâm phân tích rõ Hiện hệ thống MIMO đƣợc sử dụng hệ thống 3G đƣợc chuẩn hóa thành chuẩn IEEE 802.11 Hệ thống MIMO sử dụng nhiều ăn-ten phát thu với mục đích chính: • Thứ nhất: sử dụng nhiều ăn-ten để thu đƣợc độ lợi phân tập cao • Thứ hai: sử dụng nhiều ăn-ten để truyền nhiều dòng liệu song song để tăng dung lƣợng hệ thống Đi song song với vấn đề nâng cao dung lƣợng hệ thống vấn đề sửa lỗi đƣợc quan tâm nhiều Hiện mã Turbo loại mã có khả sửa lỗi gần tiến tới giới hạn Shannon Tuy nhiên tài nguyên phổ tần số lại bị giới hạn dung lƣợng hệ thống thông tin không đáp ứng đƣợc gia tăng mặt hiệu suất sử dụng phổ tần Các phƣơng pháp mã hóa đƣợc nghiêm cứu nhƣ mã Turbo, mã LDPC (Low Density Parity Check) đạt đƣợc hiệu suất sửa lỗi gần tới giới hạn Shannon hệ thống ăn-ten đơn Các cải tiến đƣợc đƣa hiệu suất phổ tần tập trung vào việc tăng số lƣợng anten phía phát phía thu 15 Một số kết nghiên cứu công bố: Trong báo “ SIGNALPROCESSING & SIMULATION NEWSLETTER” mục „Coding and decoding with Convolutional Codes ‟ [2] tác giả nêu lên thông số cấu trúc mã hóa, giải mã mã chập Turbo Riêng phần giải mã, tác giả nêu bật biểu đồ giải mã, nêu ƣu nhƣợc điểm Sau họ diễn giải cặn kẻ thuật toán giải mã dẫn dắt đến thuật toán giãi mã Viterbi , giãi mã phần mềm dựa vào mức điện áp bit Điều quan trọng báo cáo phần mã Turbo Trong báo “Performance of Turbo Encoder and Turbo Decoder using MIMO Channel ”[6] Sneha Bhanubhai Patel, Mary Grace Shajan Các tác giã diễn giải sơ đồ khối tiến trình giải mã Turbo, sơ đồ khối hệ thống Turbo-MIMO , họ đề cập đến phức tạp giải thuật MAP , đồng thời nêu lên ƣu điểm mã Turbo hệ thống MIMO Đồng thời họ đề cập đến kích thƣớc mã khối ảnh hƣởng đến việc sửa lỗi hệ thống Turbo-MIMO Trong báo “Performance Analysis of MIMO-OFDM System using Space- time Turbo Codes and Adaptive Beamforming“ [5] Suchita Varade & Kishore Kulat , India Các tác giả nêu lên bật sơ đồ khối hệ thống MIMO có Ứng dụng mã Turbo sở thuật toán ứng dụng Trong báo “ High-Performance Turbo-MIMO System Design with Iterative SoftDetection and Decoding” Der-Wei Yang, Jing-Shiun Lin, Shih-Hao Fang, Chia-Fen Lin, and Ming-Der Shiehđã nêu lên vấn đề dò tìm lặp, kể bên giải mã Cuối tác giả nêu lên ƣu điểm sửa lỗi tốt với số lần lặp thông tin bên nhiều số lần lặp giải mã 1.2 Tính cấp thiết đề tài Trong tiêu chuẩn tới 4G đƣa nhu cầu tăng công suất hiệu suất, mã Turbo ứng viên sáng hiệu suất cao việc sửa lỗi Các nguyên tắc mã Turbo 16 cho phép tiếp cận giới hạn Shannon, mô tả lực tối đa kênh truyền [6] Các mô cho thấy việc kết hợp mã turbo vào kênh truyền MIMO cho kết tốt so với không MIMO Mã không gian-thời gian chia thành mã khối STBC mã trellis STBC Những nổ lực nghiên cứu tập trung vào kênh fading phẳng [5] Mức độ đa dạng tốc độ truyền làm gia tăng phức tạp giải mã không gian-thời gian Turbo STTC Kết đạt đƣợc hoàn thiện đƣợc minh chứng mã STBC có hỗ trợ MIMO - OFDM Không hoàn hảo có kênh fading Rayleigh, thông tin không đáng tin cậy gây suy giãm hiệu suất hệ thống [4] Một phƣơng pháp lặp có đƣợc độ tin cậy cao thông tin tiên nghiệm phần mềm dò tìm hệ thống Turbo -MIMO Ta sử dụng thông tin bên từ giải mã turbo để cập nhật LLR (phƣơng pháp Log khả năng) dựa thuật toán log-MAP giải mã phạm vi danh mục LSD Kết cho thấy đề xuất hệ thống Turbo-MIMO đƣợc thết lập giải mã dò tìm lặp cải thiện đáng kể hiệu suất hệ thống so với hệ thống Turbo-MIMO thƣờng 17 1.3 Mục đích đề tài : Xây dựng công cụ để thiết lập đƣờng truyền hệ thống viễn thông MIMO đạt hiệu suất cao việc sữa lỗi, trọng đến mã tích chập ghép song song Turbo mã RSC Đồng thời nêu lên ƣu điểm vƣợt trội số thuật toán giải mã 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu giới hạn đề tài :  Nghiên cứu mã RSC, ghép đan xen, mã chập ghép song song Turbo, tiến trình mã hóa giải mã hệ thống  Thiết kế giải mã khối Turbo, mã chập Turbo hệ thống MIMO  Mô Matlab kết lần lặp mã Turbo, mã Turbo nằm hệ thống MIMO Rồi rút kết luận hiệu suất mã chập ghép song song Turbo, mã khối Turbo Vẽ đồ thị tỷ lệ lỗi bit (BER) tƣơng ứng với thông số tỉ số công suất tín hiệu nhiễu (SNR) khác  Hệ thống đƣợc giới hạn trƣờng hợp sử dụng mã khối có kích thƣớc độ dài 512 BER Kênh truyền giã tĩnh (quasi-static) có fading Rayleigh, kênh nhiễu AWGN Riêng lý thuyết phần giải mã phần mềm luôn giả định xác suất phân bố lỗi hai bit nhƣ xét điện áp 1.5     Phƣơng pháp nghiên cứu Thu thập, tổng hợp tài liệu lý thuyết liên quan đến đề tài Tìm hiểu kết nghiên cứu công bố nƣớc quốc tế Phân tích lý thuyết mô kết tính toán phần mềm Matlab Tổng hợp viết báo cáo 18 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 KỸ THUẬT OFDM Xét chất, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) trƣờng hợp đặc biệt phƣơng pháp phát đa sóng mang theo nguyên lý chia luồng liệu tốc độ cao thành luồng liệu tốc độ thấp phát đồng thời số sóng mang đƣợc phân bố trực giao Trong khái niệm kỹ thuật đa sóng mang, sóng mang đƣợc biết đến nhƣ sóng mang (sub-carrier) 2.1.1 Nguyên lý OFDM OFDM kỹ thuật đƣợc dựa kỹ thuật đa sóng mang, mà có đặc tính sau : Các sóng mang trực giao Ts Ts e j 2f k e  j 2f l dt  Ts Ts j 2 ( f k  f l ) e dt  1, k  l  0, k  l Phổ tín hiệu sub-channel (đƣờng kênh con) chồng lấp lên Độ lệch tần số sóng mang đƣợc chọn f  1  Ts K T Tín hiệu OFDM có chứa chu kỳ phòng vệ CP (Cyclic Prefix) 19 S K L 0 [...]... RSC, bộ ghép đan xen, mã chập ghép song song Turbo, tiến trình mã hóa và giải mã trong hệ thống  Thiết kế và giải mã khối Turbo, mã chập Turbo trong hệ thống MIMO  Mô phỏng bằng Matlab kết quả của các lần lặp của mã Turbo, và khi mã Turbo nằm trong hệ thống MIMO Rồi rút ra kết luận về hiệu suất của mã chập ghép song song Turbo, mã khối Turbo Vẽ đồ thị tỷ lệ lỗi bit (BER) tƣơng ứng với các thông số... đến kích thƣớc mã khối ảnh hƣởng đến việc sửa lỗi của hệ thống Turbo- MIMO Trong bài báo “Performance Analysis of MIMO-OFDM System using Space- time Turbo Codes and Adaptive Beamforming“ [5] của Suchita Varade & Kishore Kulat , India Các tác giả nêu lên nổi bật sơ đồ khối của hệ thống MIMO có Ứng dụng mã Turbo cùng các cơ sở thuật toán trong ứng dụng Trong bài báo “ High-Performance Turbo- MIMO System... Điều này rất quan trọng trong bài báo cáo về phần mã Turbo Trong bài báo “Performance of Turbo Encoder and Turbo Decoder using MIMO Channel ”[6] của Sneha Bhanubhai Patel, Mary Grace Shajan Các tác giã diễn giải về sơ đồ khối tiến trình giải mã Turbo, sơ đồ khối hệ thống Turbo- MIMO , họ đề cập đến sự phức tạp của giải thuật MAP , đồng thời nêu lên ƣu điểm của mã Turbo đối với hệ thống MIMO Đồng thời... của mã Turbo trong HT MIMO-OFDM, điều chế BPSK 72 Hình 3.9 BER của mã Turbo trong HT MIMO-OFDM, điều chế 4-QAM 73 Hình 3.10 Hiệu suất mã Turbo trong HT MIMO-OFDM 73 Hình 3.11 Mã Turbo 6 lần lặp có Puncture 74 xii Hình 3.12 Mã Turbo 6 lần lặp không có Puncture 74 xiii DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG Trang Bảng 2.1 Đa thức tốt cho các mã tỷ lệ 1/2 30 Bảng 2.2 Tra cứu cho các bộ mã. .. giãm hiệu suất của hệ thống [4] Một phƣơng pháp lặp có đƣợc độ tin cậy cao về thông tin tiên nghiệm tại phần mềm dò tìm trong hệ thống Turbo -MIMO Ta sử dụng các thông tin bên ngoài từ bộ giải mã turbo để cập nhật LLR (phƣơng pháp Log của khả năng) dựa trên thuật toán log-MAP trong giải mã phạm vi danh mục LSD Kết quả cho thấy các đề xuất hệ thống Turbo- MIMO đƣợc thết lập giải mã dò tìm lặp sẽ cải... Một hệ thống gồm nhiều ăn-ten phát và ăn-ten thu đƣợc gọi là hệ thống MIMO (Multiple Input Multiple Output) Hệ thống này đƣợc nghiên cứu thông qua các mô phỏng trên máy tính từ thập kỉ 80, do những ƣu điểm mà nó mang lại nên đƣợc rất nhiều ngƣời quan tâm và phân tích rõ hơn Hiện nay thì hệ thống MIMO đang đƣợc sử dụng trong hệ thống 3G và đƣợc chuẩn hóa thành chuẩn IEEE 802.11 Hệ thống MIMO sử dụng. .. hiệu suất hệ thống so với hệ thống Turbo- MIMO thƣờng 17 1.3 Mục đích đề tài : Xây dựng một công cụ để thiết lập đƣờng truyền hệ thống viễn thông MIMO đạt hiệu suất cao trong việc sữa lỗi, ở đây chú trọng đến mã tích chập ghép song song Turbo và mã RSC Đồng thời nêu lên ƣu điểm vƣợt trội của một trong số thuật toán giải mã của nó 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn của đề tài :  Nghiên cứu mã RSC, bộ... Shannon Tuy nhiên tài nguyên về phổ tần số lại bị giới hạn và dung lƣợng của hệ thống thông tin sẽ không đáp ứng đƣợc nếu không có sự gia tăng về mặt hiệu suất sử dụng phổ tần Các phƣơng pháp mã hóa mới đƣợc nghiêm cứu nhƣ mã Turbo, mã LDPC (Low Density Parity Check) đã đạt đƣợc hiệu suất sửa lỗi gần tới giới hạn Shannon trong các hệ thống các ăn-ten đơn Các cải tiến đƣợc đƣa ra về hiệu suất phổ tần là tập... ăn-ten phát và thu với 2 mục đích chính: • Thứ nhất: sử dụng nhiều ăn-ten để thu đƣợc độ lợi phân tập cao • Thứ hai: sử dụng nhiều ăn-ten để truyền nhiều dòng dữ liệu song song để tăng dung lƣợng của hệ thống Đi song song với vấn đề nâng cao dung lƣợng của hệ thống thì vấn đề sửa lỗi cũng đƣợc quan tâm rất nhiều Hiện nay mã Turbo là một trong những loại mã có khả năng sửa lỗi gần tiến tới giới hạn Shannon... cứu đã công bố: Trong bài báo “ SIGNALPROCESSING & SIMULATION NEWSLETTER” mục „Coding and decoding with Convolutional Codes ‟ [2] các tác giả đã nêu lên các thông số và cấu trúc mã hóa, giải mã của mã chập Turbo Riêng phần giải mã, tác giả đã nêu bật 3 biểu đồ giải mã, nêu ƣu nhƣợc điểm Sau đó họ diễn giải cặn kẻ thuật toán giải mã tuần tự dẫn dắt đến thuật toán giãi mã Viterbi , giãi mã bằng phần mềm