Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo công nghệ thông tin ngành viễn thông Hệ thống MIMO
Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO-VBLASTChương 4:GIẢI THUẬT VÀ MÔ PHỎNG TÁCH TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG MIMO-VBLAST4.1. MỞ ĐẦUChương này đề tài sẽ trình bày ngắn gọn: các quy tắc tách sóng ký hiệu cho các kênh MIMO như: MAP, ML; xét các máy thu dùng trong mô phỏng tách tín hiệu MIMO-VBLAST (máy thu ZF, máy thu MMSE; máy thu V-BLAST). V-BLAST là sơ đồ tách ký hiệu đa lớp, nó tách lần lượt các ký hiệu phát từ các anten phát khác nhau theo trình tự dữ liệu độc lập. Cuối cùng đề tài trình bày giải thuật V-BLAST/MAP cho máy thu kênh MIMO. Đây la giải thuật kết hợp các tính năng của V-BLAST và các quy tắc của MAP, giải thuật sử dụng cấu trúc phân lớp của V-BLAST nhưng đồng thời sử dụng chiến lược thứ tự xử lý kênh dựa trên quy tắc MAP, V-BLAST/MAP chỉ khác với V-BLAST ở chỗ thứ tự tách ký hiệu.Đề tài sẽ xây dựng mô hình, lưu đồ mô phỏng, chương trình mô phỏng: Ở dạng độc lập như: (i) giải thuật ZF; (ii) giải thuật LLSE; (iii) giải thuật V-BLAST; (iv) giải thuật MAP; (v) ML. Ở dạng kết hợp giữa chúng gồm: (1) giải thuật V-BLAST/ZF; (2) giải thuật V-BLAST/LLSE; (3) giải thuật V-BLAST/ZF/MAP; (4) V-BLAST/LLSE/MAP. Hiệu năng của các giải thuật được đánh giá qua các kết quả mô phỏng. 4.2. QUY TẮC TÁCH SÓNG KÝ HIỆU4.2.1. Khái niệm chungSơ đồ khối của một hệ thống BLAST điển hình được cho trên hình 4.1. -67- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO-VBLASTBộ mã hóaVectơ TXTXTXx1x2xntXử lý Tín hiệuV-BLAST: Ước tính và giải mã RXRXRXy1y2ynrSố liệu phátMôi trường nhiều tán xạSố liệu thuHình 4.1. Sơ đồ hệ thống BLASTTại phía phát có nt máy phát tương ứng với các anten. Luồng số liệu phát được phân thành nt luồng con, sau đó mỗi luồng con được chuyển đổi thành các ký hiệu tuỳ theo sơ đồ điều chế và được đưa đến máy phát tương ứng. Các máy phát từ 1 đến nt làm việc cùng tần số với tốc độ ký hiệu là 1/T ký hiệu/giây. Các máy phát sử dụng điều chế QAM. Tập hợp của nt ký hiệu được phát đồng thời tạo nên một vectơ nt phần tử: x=[x1, x2,…, xnt], trong đó nt là số anten, xj với j=[1,2,…, nt] là ký hiệu nhận được từ chùm ký hiệu M-QAM gồm tập M điểm tín hiệu. Truyền dẫn được thực hiên theo từng cụm L ký hiệu. Công suất phát của từng máy phát bằng (1/nt) của tổng công suất phát.Tại phía thu có nr anten thu cùng với máy thu tương ứng với số thứ tự anten thu i=[1,2,…,nr]. Để đơn giản coi phađinh là phađinh phẳng và ma trận kênh H kích cỡ nt×nr, trong đó hi,j là hàm truyền đạt kênh (đáp ứng xung kim kênh) phức từ anten phát j đến anten thu i và nt≤nr. Giả thiết rằng kênh hầu như ổn định trong thời gian phát L ký hiệu của mỗi cụm và kênh được đánh giá chính xác tại phía thu (nhờ chuỗi hoa tiêu được phát trong mỗi cụm).Vì thế ta sẽ coi ước tính hàm truyền đạt của kênh chính băng ma trận H của kênh. Một nét đặc biệt của BLAST là nó không thể hiện tường minh sự trực giao của các tín hiệu phát nhận được từ cấu trúc phát. Mà thay vào đó nó khai thác sự truyền sóng đa đường để đạt được giải tương quan cần thiết cho việc phân tách các tín hiệu cùng tần số. V-BLAST sử dụng các kỹ thuật tách sóng cũ và mới để tách các tín hiệu một cách hiệu quả để đạt được hiệu suất sử dụng băng thông cao gần đến giới hạn Shannon hơn. Dưới đây ta sẽ xét các quy tắc tách sóng chung nhất. Khác với các sơ đồ ghép kênh trong đa truy nhập FDMA, TDMA và CDMA, BLAST chỉ sử dụng băng thông giống như QAM để truyền đồng thời nhiều ký hiệu, vì thế nó sẽ cho hiệu suất sử dụng băng thông cao hơn các sơ đồ đa truy nhập. -68- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO-VBLASTNếu ký hiệu x = [x1, x2,…, xnt]T là vectơ đầu vào, y = [y1, y2,…, ynr] T là vectơ đầu đầu ra của kênh MIMO, thì quan hệ vào/ra là:y=Hx+η (4.1)trong đó: H là ma trận kênh kích cỡ nt×nr thể hiện các ảnh hưởng tán xạ của kênh; r1 2 n[ , , , ]= h h hKhT là vectơ tạp âm AWGN có phân bố (0,N0). Các phần tử của ma trận H là các biến ngẫu nhiên phức độc lập hi,j có phân bố Gauss c(0,1). H và η độc lập với nhau và độc lập với x. Ta giả thiết rằng, máy thu biết rõ về thực hiện kênh H, máy phát không có thông tin trạng thái kênh CSI.Tách sóng ký hiệu sẽ thực hiện ước tính vectơ ký hiệu đầu vào x của kênh MIMO khi đã thu được vectơ đầu ra kênh y với giả thiết máy thu đã biết vectơ kênh H. Quyết định được thực hiện trên từng ký hiệu mà không xét đến sự phụ thuộc thống kê trong chuỗi các vectơ x (xem hình 4.2). Nói cách khác, chỉ xét điều chế/giải điều chề và bỏ qua mã hóa theo thời gian. Mục đích của tách sóng là giảm thiểu xác suất lỗi quyết định. { }eˆP Pr= ¹x x (4.2)trong đó ( )tT1 2 nˆ ˆ ˆ ˆx ,x , ,x=x Klà ước tính x của bộ giải điều chế.Bộ điều chế Kênh MIMOBộ giải điều chế xyˆxHình 4.2. Điều chế, truyền dẫn và quyết định trong hệ thống MIMOĐề tài xét bài toán tách sóng với các giả thiết về vectơ ký hiệu đầu vào x như sau:(i) Mỗi phần tử của vectơ x thuộc bảng chữ cái điều chế; ix Î A; i=1,2,…,nt; x∈tnnA . Thông thường Alà một bảng chữ cái QAM, ví dụ trường hợp 4-QAM, thì A={±A ± jA}.(ii) Các ký hiệu trong A có cùng xác suất.(iii) Vectơ x là một vectơ ngẫu nhiên trên tnnA sao cho{ }thntEnr=xx I (4.3)trong đó: ρ là hằng số; Int là ma trận đơn vị kích thước ntxnt; E{.} là phép lấy kỳ vọng; và xh là chuyển vị Hermitian của x. Giả định giá trị ρ trong phương trình (4.3) có nghĩa là năng lượng thu trung bình trên một ký hiệu Es. Giả thiết -69- Chng 4: Gii thut v mụ phng tỏch tớn hiu trong h thng MIMO-VBLAST(4.3) cú ngha l cỏc phn t ca x khụng tng quan vi nhau v mi phn t cú nng lng l:{ }2itE xr=n (4.4)cho thy tng nng lng phỏt trờn mt ký hiu, c kt hp trờn ton b cỏc anten.Thụng s cng cú ý ngha l nng lng thu trung bỡnh trờn ký hiu Es ti mi anten thu, ta cú th tớnh nng lng ny ti anten thu i nh sau:( ) ( )( )t2ns i,j jj 1* *ij ik j kj 1 k* *ij ik j kj k2jjE E h x E h h x x E h h E x x E x ==ỡ ỹù ùù ùù ù=ớ ýù ùù ùù ùợ ỵỡ ỹù ùù ù=ớ ýù ùù ùợ ỵ=== rồồ ồồ ồồ (4.5)T phng trỡnh trờn, nng lng thu trung bỡnh trờn mt bit c tớnh nh sausb2EElog M=(4.6)trong ú M l s trng thỏi iu ch.T s tớn hiu trờn tp õm c xỏc nh nh sau:s 2b0 0E / log MESNRN N= =(4.7)Hai tiờu chớ c bn trong thit k cu trỳc mỏy thu cho h thng MIMO l hiu nng li v mc phc tp.4.2.2. Gii thut xỏc sut hu nghim cc i MAPQuy tc ca gii thut xỏc sut hu nghim cc i MAP (Maximum a posteriori probability) cho bi toỏn tỏch tớn hiu c nh ngha nh sau:( ){ }arg max Pr ' thu được nt'ẻ=xx x yA(4.8)-70- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO-VBLASTGiải thuật này cho phép giảm thiểu xác suất lỗi Pe4.2.3. Giải thuật khả giống cực đại (ML: Maximum likelihood)Quyết định tnˆ'= Îx xnA cho x' sao cho( )f | ' f( | ")³y x y x đối với mọi x"" tnA (4.9)trong đó20r r1-Nn n01f( | ) e(2 ) N-=pHx yy x(4.10)vì η có phân bố cc(0,N0Inr). Vì vậy, quy tắc ML rút gọn thành:{ }nt2'ˆx arg minÎ=x AHx - y(4.11)Thực chất quy tắc ML tương đương quy tắc MAP nếu các ký hiệu nguồn x có xác suất phát như nhau (xác suất tiên nghiệm bằng nhau). Tuy MAP có hiệu năng lỗi tối ưu nhưng phức tạp hơn. 4.3. MÁY THU MIMO-VBLASTMáy thu tuyến tính là máy thu có ước tính ký hiệu ˆx được xác định bởi chuyển đổi vectơ thu y theo dạng sau:( )ˆ= Qx yw(4.12)trong đó W là ma trận phụ thuộc vào H và Q(.) là bộ lượng tử (hay còn gọi là bộ cắt lát). Nhiệm vụ của Q(.) là đặt đối số của nó đến điểm tín hiệu gần nhất trong tnA(theo khoảng cách Ơclit).4.3.1. Máy thu cưỡng bức không (ZF: zero forcing)Máy thu cưỡng bức không là một bộ tách sóng tuyến tính độ phức tạp thấp có đầu ra được xác định theo:ZFˆ ˆ= Q( )x x(4.13)trong đó:-71- Chng 4: Gii thut v mụ phng tỏch tớn hiu trong h thng MIMO-VBLAST+=ZFx H y(4.14)v H+ l gi o Moore-Pensore ca H, õy l o tng quỏt ngay c khi hng ca H thiu. 4.3.2. Mỏy thu LLSE hay MMSE Mỏy thu LLSE l mt mỏy thu cho ra c tớnh sau:( )LLSE = Qx x(4.15)trong ú LLSEx l c tớnh tuyn tớnh c xỏc nh bi:LLSE=x Wy(4.16)trong ú W c chn gim thiu{ }2E -y xwTrong mụ hỡnh ny, H v cú phõn b Gauss, ma trn c tớnh LLSE c xỏc nh bi:r1h h0 nt tNn n=-ổ ửr rữỗữ+ỗữỗữỗố ứH HH Iw(4.17)4.3.3. Mỏy thu V-BLASTGii thut tỏch súng V-BLAST (Vertical Bell-Labs Layered Space-Time: khụng gian thi gian phõn lp chiu ng ca phũng thớ nghim Bell) l mt th tc hi quy ly ra cỏc thnh phn ca vect phỏt x theo trỡnh t da trờn cỏc ch s (k1, k2,., knt) tng ng vi cỏc phn t ca x. Nh vy, (k1, k2,., knt) l hoỏn v ca (1,2,., nt). Trong V-BLAST, hoỏn v ny c thc hin ph thuc vo H (vi gi thit rng mỏy thu bit c nú) ch khụng ph thuc vo y. Trong quỏ trỡnh xột gii thut tỏch súng V-BLAST di õy cho mt vect ký hiu phỏt, ta coi nh thi l lý tng, v ly mu ti mỏy thu c ng b trờn tng ký hiu.Nu ký hiu x = [x1, x2,, xnt]T l vect u vo, y = [y1, y2,, ynr] T l vect u u ra ca kờnh MIMO, thỡ quan h vo/ra l:y1=Hx+ (4.18)trong ú: H l ma trn kờnh kớch c ntìnr th hin cỏc nh hng tỏn x ca kờnh; r1 2 n[ , , , ]= h h hKhT l vect tp õm AWGN cú phõn b (0,N0). Cỏc phn t ca ma -72- Chng 4: Gii thut v mụ phng tỏch tớn hiu trong h thng MIMO-VBLASTtrn H l cỏc bin ngu nhiờn phc c lp hi,j cú phõn b Gauss c(0,1). H v c lp vi nhau v c lp vi x. t tp theo trỡnh t { }t1 2 nS k ,k , .,kl s hoỏn v cỏc s nguyờn 1,2, .,nt tha món trỡnh t tỏch cỏc thnh phn ca vect phỏt x. Thut toỏn tớnh toỏn cỏc thng kờ quyt nh 1 2 Mk k kz , z , .,zmt cỏch tng dn, sau ú x lý c tớnh (lng t húa) cỏc ký hiu s liu 1 2 ntk k k x , x , .,x, ngha l 1kzc tớnh toỏn trc sau ú 2kz .lm th no xỏc nh trỡnh t tỏch ti u Sopt. Quỏ trỡnh tỏch súng dựng xúa khụng (nulling) kt hp tuyn tớnh v c lc (cancellation) ký hiu tớnh toỏn ln lt iks nh sau:Xúa c thc hin bng cỏch trng s húa tuyn tớnh cỏc tớn hiu thu sao cho tha món tiờu chun hiu nng nh MMSE hoc ZF .Vi ZF, thc hin xúa khụng ZF bng cỏch chn cỏc vect trng s Wi, i=1,2, .,nt sao cho:( ) j > i j = iTi ijj0,W H1,ỡùù= =dớùùợ(4.19)trong ú: ( )jH l ct th j ca H. Vỡ vy, thng kờ quyt nh cho lung con th i l Tii 1z = w yGii phỏp xúa khụng tuyn tớnh (linear nulling) ny l kh thc, nhng nu dựng cỏc k thut phi tuyn s t c hiu nng tt hn. C th l, khai thỏc ng b nh thi vn cú trong mụ hỡnh h thng v dựng c lc ký hiu (loi b, lc b ký hiu) cng nh xúa tuyn tớnh tỏch súng. Bng cỏch lc b ký hiu, ta loi b nhiu t cỏc thnh phn ca x ó c tỏch súng ra khi vect tớn hiu thu tng ng, kt qu ta c vect thu bin i cho ln tỏch súng tip theo cú ớt nhiu hn.Khi thc hin lc b ký hiu, trỡnh t tỏch cỏc thnh phn ca x s nh hng rt ln n hiu nng ca ton b h thng. Vy, lm th no xỏc nh c trỡnh t tỏch ti u. Trc ht ta cp cho trng hp tỏch súng theo trỡnh t bt k.t tp theo trỡnh t { }t1 2 nS k ,k , .,kl s hoỏn v cỏc s nguyờn 1,2, .,nt tha món trỡnh t tỏch cỏc thnh phn ca vect phỏt x. Quỏ trỡnh tỏch súng dựng xúa khụng (Nulling) kt hp tuyn tớnh v c lc (Cancellation) ký hiu tớnh toỏn ln lt iks nh sau:Bc 1: Dựng vect rng 1kW, to thnh kt hp tuyn tớnh ca cỏc thnh phn ca y1 c 1kz:1 1Tk k 1z = W y(4.20)-73- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO-VBLASTBước 2: Lượng tử hóa 1kz để được 1kˆx( )1 1k kˆx Q z=(4.21)trong đó: Q(.) là phép lượng tử hóa (cắt lát) phù hợp với điểm tín hiệu QAM.Bước 3: Nếu 1 1k kˆx x=thì loại bỏ 1kxra khỏi vectơ thu y1, dẫn đến được vectơ thu biến đổi y2 sau:1 12 2 k kˆx (H)= -y y(4.22)trong đó: 1k(H)là cột thứ k1 của H; Các bước từ 1 đến 3 được thực hiện cho các thành phần t2 nk , .,kbằng cách thực hiện lần lượt cho các vectơ thu biến đổi t2 3 ny , y , .,y Tách sóng phụ thuộc rất nhiều vào việc chọn tính các vectơ rỗng Wki, trường hợp phổ biến nhất là MMSE hoặc ZF. Vectơ rỗng ZF được định nghĩa là vectơ độ dài cực tiểu duy nhất thỏa mãn ( )Ti ijjW H = d.Để tách sóng ta sử dụng kỹ thuật xóa về không kết hợp tuyến tính cho anten dàn tuyến tính. Trong kỹ thuật này mỗi luồng con được coi là luồng mong muốn còn các luồng khác được coi là các luồng gây nhiễu. Xóa về không được thực hiện bằng cách so sánh trọng số tuyến tính của các tín hiệu thu để thỏa mãn tiêu chuẩn hiệu năng như MMSE (Minimum mean squared error: sai số quân phương cực tiểu) hay ZF (Zero-forcing: xóa về không). 4.4. GIẢI THUẬT VÀ MÔ PHỎNG TÁCH TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG MIMO-VBLAST4.4.1. Mô hình và kịch bản mô phỏng-74- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO-VBLASTTạo chuỗi ngẫu nhiên nhị phânĐiều chế QPSK; M-QAMMã hóa vectơ Kênh pha đinhHGiải điều chế và tách sóng V -BLAST:V-BLAST/ZF;V-BLAST/LLSE;V-BLAST/ZF/MAP;V-BLAST/LLSE/MAPSo sánh đếm lỗin(t)Hình 4.3. Mô hình mô phỏng hệ thống MIMO-VBLASTCác giả thiết đối tín hiệu đầu vào được giả định theo phần 4.2.1; các tham số đầu vào mô phỏng được ghi trên các lưu đồ giải thuật.4.4.2. Giải thuật và mô phỏng tách sóng V-BLAST/ZFTrên cơ sở máy thu ZF được xét ở phần 4.3.1, để xây dựng chương trình và mô phỏng hiệu năng xác suất lỗi cho máy thu này, ta xây dựng giải thuật chi tiết được cho ở hình 4.4 dưới đây:-75- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO-VBLASTXác định: (i) Tham số mô phỏng (Số vòng lặp F); (ii) Tham số kênh (Số anten phát/thu, SNR kênh, lấy mẫu kênh .); (iii) Tham số tín hiệu (năng lượng phát Es, mức điều chế M-QAM, ngưỡng quyết định).SNR = SNR(t)Tạo vectơ tín hiệu phát : XTạo ma trận kênh: HTạo vectơ tạp âm kênh:ZFZFˆˆ ˆQ QQ QQQ QQ QQ Qy Hxηx H y H Hxηx x H yηSo sánh đếm lỗi f=1 t=1 f=f+1f Fft Tt t=t+1Kết thúcĐĐSSBắt đầuHình 4.4.Lưu đồ thực hiện giải thuật tách sóng ZFHiệu năng chất lượng của máy thu ZF được cho ở hình 4.5 cho thấy kết quả mô phỏng khi (nt,nr)=(8,12) dùng điều chế 16-QAM, hoặc 4-QAM. Eb/N0 được xác định theo (4.7) trên dải từ -10 dB đến 5 dB. Tỉ số lỗi ký hiệu SER được tính toán bằng cách thực hiện mô phỏng 10.000 lần tại mỗi giá trị của Eb/N0. Thực hiện mới (chớp ảnh) kênh H được chọn trong mỗi vòng lặp và cho mỗi giá trị Eb/N0.-76- [...]... - 1 (4. 24a) i=1 (4. 24b) Hồi quy: k i = arg min ( w i ) j 2 (4. 24c) jÏ { k1 ki- 1 } z ki = ( w i ) k y i i (4. 24d) ˆ x ki = Q ( z ki ) (4. 24e) ˆ y i+ 1 = y i - x ki (H)ki (4. 24f) w = i+1 i=i+1 ö r h ær h ÷ H k i ç H ki H ki + N 0 I nr ÷ ç ÷ çn ÷ nt è t ø - 1 (4. 24g) (4. 24h) -82- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO- VBLAST Bắt đầu Xác định: (i) Tham số mô phỏng (Số vòng... =H (4. 25i) jÏ { k1 ki- 1 } i+1 + ki i=i+1 (4. 25j) T T trong đó: vectơ zi = ( zi1 , zi2 , , zin ) và vectơ si = ( s i1 ,s i2 , ,sin ) là các vectơ tương ứng t t ở công thức (4. 13) và (4. 14) trong bộ tách sóng ZF Trong (4. 25e) fij là hàm mật độ xác suất được xác định như sau: 1 1 -s 2 fij z ij sij = 2 e j ps j ( ) zij - sij 2 (4. 26) - 84- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO- VBLAST... wi y i (4. 27c) si = Q ( zi ) (4. 27d) pij = fij (z ij |s ij ) å s'Î A fij (zij |s') j Ï { k1 , k 2 , , k i- 1 } (4. 27e) k i = arg max { pij } (4. 27f) ˆ x ki = s iki (4. 27g) ˆ y i + 1 = y i - x k i ( Hi ) k i (4. 27h) jÏ { k1 ki- 1 } w = i+1 i=i+1 ö r h ær h ÷ H k i ç H ki H ki + N 0 I nr ÷ ç ÷ çn ÷ nt è t ø - 1 (4. 27i) (4. 27j) -88- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO- VBLAST... VBLAST/ZF 4. 4 .4 Giải thuật và mô phỏng tách sóng V-BLAST/ZF/MAP Giải thuật V-BLAST/ZF/MAP được trình bày như sau: Giải thuật tách sóng V-BLAST/ZF/MAP Khởi tạo: W1=H+ (4. 25a) i=1 (4. 25b) Hồi quy: zi = w i y i (4. 25c) s i = Q ( zi ) (4. 25d) pij = fij (z ij |s ij ) å s'Î A fij (zij |s') , j Ï { k1 , k 2 , , k i- 1 } (4. 25e) k i = arg max { pij } (4. 25f) ˆ x ki = s iki (4. 25g) ˆ y i+ 1 = y i - x ki (H)ki (4. 25h)... 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO- VBLAST Hình 4. 5 (a): Tỉ số lỗi ký hiệu SER của các máy thu: ZF; LLSE; V-BLAST/ZF; và V-BLAST/LLSE Mô phỏng cho (nt,nr)=(8,12) và điều chế 16-QAM Hình 4. 5 (b): Tỉ số lỗi ký hiệu SER của các máy thu: ZF; LLSE; V-BLAST/ZF; và V-BLAST/LLSE Mô phỏng cho (nt,nr)=(8,12) và điều chế 4- QAM -77- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ. .. chế 4QAM -87- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO- VBLAST 4. 4.5 Giải thuật và mô phỏng tách sóng V-BLAST/LLSE/MAP Trong phần này ta sẽ sử dụng kỹ thuật LLSE để tính toán ma trận trọng số, giải thuật tách sóng V-BLAST/LLSE/MAP được trình bày như sau Giải thuật tách sóng V-BLAST/LLSE/MAP: Khởi tạo: w = 1 ö r h ær ÷ H ç HHh + N0Inr ÷ ç ÷ çn ÷ nt è t ø - 1 (4. 27a) i=1 (4. 27b)... thúc Hình 4. 7 Lưu đồ thực hiện giải thuật LLSE Giải thuật tách sóng V-BLAST/LLSE: -81- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO- VBLAST Giải thuật tách sóng V-BLAST/LLSE là một phương án của V-BLAST trong đó ma trận trọng số được chọn theo quy tắc LLSE Giải thuật tách sóng V-BLAST/LLSE: Khởi tạo: w = 1 ö r h ær ÷ H ç HHh + N0Inr ÷ ç ÷ çn ÷ nt è t ø - 1 (4. 24a) i=1 (4. 24b) Hồi... (4. 23a) i=1 (4. 23b) Hồi quy: k i = arg min ( w i ) j jÏ { k1 ki- 1 } 2 (4. 23c) z ki = ( w i ) k y i i (4. 23d) ˆ x ki = Q ( z ki ) (4. 23e) ˆ y i+ 1 = y i - x ki (H)ki (4. 23f) w i + 1 = H+ k (4. 23g) i=i+1 i (4. 23h) -78- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO- VBLAST trong đó: H+ là giả đảo Moore-Pensore của H; (Wi)j là hàng thứ j của Wi; Q(.) là một bộ lượng tử cho điểm tín hiệu... t=t+1 S tt T Đ Kết thúc Hình 4. 8 Lưu đồ thực hiện giải thuật V-BLAST/LLSE tổng thể Hình 4. 5 cho thấy kết quả mô phỏng khi (nt,nr)=(8,12) dùng điều chế 16-QAM hoặc 4- QAM đối với các máy thu: ZF; LLSE; V-BLAST/ZF, V-BLAST/LLSE Eb/ N0 được định nghĩa theo (4. 7) trong khoảng từ -10 dB đến 5dB Tỉ số lỗi ký hiệu -83- Chương 4: Giải thuật và mô phỏng tách tín hiệu trong hệ thống MIMO- VBLAST SER được tính toán... hiệu trong hệ thống MIMO- VBLAST Hình 4. 5 c: Tỉ số lỗi ký hiệu SER của các máy thu: ZF; LLSE; V-BLAST/ZF; và VBLAST/LLSE Mô phỏng cho (nt,nr)=(2 ,4) và điều chế 16-QAM Giải thuật tách V-BLAST/ZF là biến thể của V-BLAST được rút ra từ quy tắc ZF Giải thuật tách sóng V-BLAST/ZF Khởi tạo: W1=H+ (4. 23a) i=1 (4. 23b) Hồi quy: k i = arg min ( w i ) j jÏ { k1 ki- 1 } 2 (4. 23c) z ki = ( w i ) k y i i (4. 23d) ˆ x . (4. 24a) i=1 (4. 24b)Hi quy:{ }( )1 i 12i ijj k ....kk arg min-ẽ= w (4. 24c)( )iik i ikz w= y (4. 24d)( )i ik kx Q z= (4. 24e)i ii 1 i k kx ( )+= -y y H (4. 24f)ri. (Zero-forcing: xóa về không). 4. 4. GIẢI THUẬT VÀ MÔ PHỎNG TÁCH TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG MIMO- VBLAST4 .4. 1. Mô hình và kịch bản mô phỏng- 74- Chương 4: Giải thuật và mô
