Đồ Án Ước lượng kênh truyền cho hệ thống mimo-ofdm

đây là đồ án giúp ta tìm hiểu về hệ thống mimo-ofdm một cách chi tiết cũng như ước lượng kênh truyền của hệ thống mimo-ofdm. đồ án chi tiết dễ hiểu có code mô phỏng matlap kèm theo

MỤC LỤC ​​

LỜI CAM ĐOAN 1
MỤC LỤC 2
CÁC TỪ VIẾT TẮT 5
LỜI GIỚI THIỆU 6
Chương 1: Giới thiệu 8
1.1 Giới thiệu 8
1.2 Động lực 8
1.3 Mục tiêu đề tài 10
1.4 Phương án thực hiện đề tài 10
Chương 2: Hệ thống MIMO 11
2.1 Giới thiệu 11
2.2 Hệ thống MIMO 11
2.2.1 Khái niệm 11
2.2.2 Lịch sử hệ thống MIMO 12
2.2.3 Kỹ thuật phân tập 12
2.2.3.1 Phân tập không gian 13
2.2.3.2 Phân tập tần số 14
2.2.3.3 Phân tập thời gian 14
2.3 Nguyên lý cơ bản của MIMO 15
2.4 Lợi ích của MIMO 18
2.4.1 Độ lợi mảng 18
2.4.2 Độ lợi phân tập 18
2.4.2.1 Phân tập không gian thu 18
2.4.2.2 Phân tập không gian phát 19
2.4.3 Độ lợi ghép kênh 19
2.4.3.1 SISO 20
2.4.3.2 SIMO 20
2.4.3.3 MISO 21
2.4.3.4 MIMO phát cùng một tín hiệu bởi mỗi anten 21
2.4.3.5 MIMO phát tín hiệu khác bởi mỗi anten 21
2.4.4 Giảm nhiễu 22
2.5 Mã hóa không gian – thời gian STC 23
2.6 Sơ đồ Alamouti 24
2.7 Cực đại tỷ số kết hợp và giải mã 26
2.8 Sơ đồ Almouti cho cấu trúc 2Xn 27
2.9 Sơ đồ mã lưới ST (STTC) 28
2.10 Ghép kênh không gian 29
2.11 Kết luận chương 29
Chương 3: Hệ thống OFDM 30
3.1. Giới thiệu 30
3.2 Mô hình hệ thống OFDM 31
3.3 Các tín hiệu OFDM và tính trực giao 39
3.4 Sự truyền dữ liệu trong OFDM 40
3.5 Sự tiếp nhận dữ liệu trong OFDM 42
3.6 Kết luận chương 43
Chương 4: Tổng quan về MIMO-OFDM 44
4.1 Giới thiệu 44
4.2 Mô hình hệ thống 44
4.3 Tổng kết 49
Chương 5: Ước lượng kênh cho hệ thống MIMO-OFDM 50
5.1 Giới thiệu 50
5.2 Tổng quan về ước lượng kênh chung 50
5.2.1 Ước lượng kênh training based 50
5.2.2 Ước lượng kênh blind 51
5.2.3 Ước lượng kênh semi-blind 52
5.2.4 Ước lượng kênh data-aided 52
5.3 Lý thuyết ước lượng 53
5.3.1 Ước lượng cổ điển 53
5.3.2 Ước lượng Least Squares 53
5.3.3 Ranh giới MSE ước lượng least squares 54
5.4 Ước lượng kênh 54
5.4.1 Ước lượng kênh OFDM 55
5.4.2 Ước lượng kênh MIMO-OFDM 56
5.5 Ước lượng kênh phân giải QR 57
5.5.1 Phân giải QR cho ước lượng kênh LS 58
5.5.2 Thuật toán phân giải QR householder 59
5.6 Kết luận chương 60
Chương 6 Kết quả mô phỏng 61
6.1 Giới thiệu 61
6.2 Phân tích kết quả thực hiện của MIMO-STBC 62
6.3 Sự so sánh thực hiện giữa các thuật toán LS và QRD 62
6.4 So sánh sự phức tạp giữa các thuật toán LS và QRD 63
6.5 Kết luận chương 67
Kết luận và hướng phát triển đề tài 68
Tài liệu tham khảo 69
Phụ lục 70

LỜI GIỚI THIỆU
Kỹ thuật anten nhiều đầu vào nhiều đầu ra có khả năng tăng dung lượng và tạo sự tin cậy cho hệ thống thông tin không dây. Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao <OFDM> là kỹ thuật phổ biến khác trong truyền thông không dây mà được biết đến với hiệu quả truyền tốc độ cao và linh hoạt đối với kênh lựa chọn tần số. Vì thế, sự hợp nhất của hai kỹ thuật có lẽ có tiềm năng phù hợp cho những yêu cầu phát triển của những hệ thống truyền thông tương lai. Bởi vì những thuận lợi đã nêu của hai kỹ thuật đó mà đồ án này bàn về MIMO và hệ thống MIMO-OFDM, Trước hết nó kiểm tra sự thực hiện của hệ thống MIMO-STBC.Thứ hai đồ án tập trung truyền đạt căn bản về thuật toán ước lượng kênh cho hệ thống MIMO-OFDM. Trong phần trước tiên, BER của STBC được tính toán cho cấu hình anten khác nhau sử dụng phần mềm mô phỏng. Những kết quả đó tỏ ra rằng sự tin cậy của thông tin vô tuyến tăng lên bằng với sự tăng của số anten phát và thu. Tại giai đoạn kế tiếp của đồ án, hiệu suất của thuật toán ước lượng kênh trên sự thực hiện của hệ thống MIMO- OFDM được kiểm tra. Tại phần cuối của đồ án, ước lượng kênh trong hệ thống MIMO-OFDM được bàn luận. Mô hình toán của hệ thống trong kênh fading lựa chọn tần số đã dược phát triển. Rồi là sự phân tích so sánh dưới dạng hiệu quả thực hiện và độ phức tạp tính toán đã được làm cho hai thuật toán ước lượng kênh khác nhau tức là LS và QRD. Giảm độ phức tạp tính toán cho ước lượng kênh và thuật toán dò tìm dữ liệu là một thách thức chính cho thiết kế máy thu trong hệ thống MIMO-OFDM, và sự phức tạp của việc thiết kế máy thu phần lớn vì những thuật toán này. Bởi vậy trong phần này thuật toán QRD được kiểm tra như một giải pháp. Cho việc làm như vậy, sự thực hiện tương tự giữa thuật toán QRD và LS dưới dạng MSE (Mean Square Error) và BER sử dụng phần mềm mô phỏng. Tham khảo một ví dụ số về sự so sánh phức tạp giữa hai thuật dưới dạng số phép tính toán học. Kết quả cho thấy rằng hiệu quả thực hiện của hai thuật toán này chính xác giống nhau như mong đợi trong khi độ phức tạp tính toán của thuật toán QRD là ít hơn nhiều so với thuật toán LS. Cuối cùng có thể kết luận rằng ứng dụng của QRD có thể giảm bớt sự phức tạp của ước lượng kênh trong hệ thống MIMO-OFDM.
Để thực hiện được những nội dung trên, đồ án gồm 6 chương:
Chương 1: Giới thiệu.
Chương 2: Hệ thống MIMO.
Chương 3: Hệ thống OFDM.
Chương 4: Hệ thống MIMO-OFDM.
Chương 5: Ước lượng kênh cho hệ thống MIMO-OFDM.
Chương 6: Kết quả mô phỏng.