Xem mẫu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
DOÃN THANH BÌNH
GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG HỆ THỐNG
MIMO-MC-CDMA QUY MÔ LỚN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
Hà Nội – 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
DOÃN THANH BÌNH
GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG HỆ THỐNG
MIMO-MC-CDMA QUY MÔ LỚN
Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông
Mã số: 62520208
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. NGUYỄN HỮU TRUNG
Hà Nội – 2017
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng các kết quả khoa học được trình bày trong luận án này là
thành quả nghiên cứu của bản thân tôi trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh và chưa
từng xuất hiện trong công bố của các tác giả khác. Các kết quả đạt được là chính xác và
trung thực.
Giáo viên hướng dẫn khoa học
Hà Nội, ngày…..tháng….năm 2017
Tác giả luận án
PGS. TS Nguyễn Hữu Trung
Doãn Thanh Bình
i
LỜI CẢM ƠN
Luận án tiến sỹ này được nghiên cứu sinh thực hiện tại Bộ môn Điện tử hàng không
vũ trụ, Viện Điện tử viễn thông, Đại học Bách khoa Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học
của PGS.TS. Nguyễn Hữu Trung. Nghiên cứu sinh xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối
với Thầy về định hướng khoa học, chỉ dẫn thực hiện những nhiệm vụ cần thiết cũng như
tạo mọi điều kiện thuận lợi để công trình nghiên cứu này được hoàn thành.
Nghiên cứu sinh cũng xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội, trường Đại học Điện lực, Viện Đào tạo Sau Đại học, Viện Điện tử viễn thông, Bộ
môn Điện tử hàng không vũ trụ và Phòng Khảo thí đảm bảo chất lượng đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Cuối cùng là sự biết ơn tới gia đình, bạn bè đã thông cảm, động viên giúp đỡ
nghiên cứu sinh có thêm nghị lực để hoàn thành luận án này.
Tác giả luận án
DOÃN THANH BÌNH
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH.......................................................................................... v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................... vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC ..................................................................... xi
MỞ ĐẦU............................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .............................................. 6
1.1 Đặt vấn đề.................................................................................................................... 6
1.2 Mô hình hệ thống MIMO-MC-CDMA quy mô lớn. ................................................... 6
1.2.1 Hệ thống MIMO .................................................................................................. 6
1.2.2 Hệ thống MIMO quy mô lớn ............................................................................. 11
1.2.3 Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã CDMA ............................................. 14
1.2.4 Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã đa sóng mang MC-CDMA............... 15
1.2.4 Hệ thống MIMO-MC-CDMA ........................................................................... 17
1.3 Vấn đề giao thoa đa truy nhập trong các hệ thống MIMO-MC-CDMA ................... 20
1.4 Các giải pháp đã được đề xuất .................................................................................. 21
1.4.1 Giải pháp tiền mã hóa ........................................................................................ 21
1.4.2 Giải pháp dùng mã CI ........................................................................................ 22
1.4.3 Giải pháp tại bộ thu MIMO đa người dùng và ước lượng kênh ........................ 24
1.4.4 Giải pháp dùng mã hóa không gian-thời gian .................................................... 28
1.4.5 Những vấn đề còn tồn tại ................................................................................... 30
1.5 Kết luận chương ........................................................................................................ 31
CHƢƠNG 2 ĐỀ XUẤT KIẾN TRÚC ĐỊNH HƢỚNG ĐA BÚP SÓNG THEO LÝ
THUYẾT HỆ THỐNG...................................................................................................... 32
2.1 Đặt vấn đề.................................................................................................................. 32
2.2 Mô hình hệ thống ...................................................................................................... 33
2.2.1 Mô hình tín hiệu ................................................................................................. 33
2.2.2 Định hướng búp sóng tối ưu thống kê ............................................................... 36
2.3 Đề xuất định hướng đa búp sóng theo lý thuyết hệ thống ......................................... 41
2.3.1 Phát biểu bài toán ............................................................................................... 41
2.3.2 Giải bài toán ....................................................................................................... 41
2.3.3. Phương pháp tối ưu bền vững theo tiêu chí Min-Max ...................................... 43
2.4 Kết quả mô phỏng ..................................................................................................... 44
2.4.1 Phương pháp mô phỏng ..................................................................................... 44
2.4.2 Các kịch bản và kết quả mô phỏng .................................................................... 45
2.4.3 Đánh giá kết quả ................................................................................................ 52
iii
nguon tai.lieu . vn
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
DOÃN THANH BÌNH
GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG HỆ THỐNG
MIMO-MC-CDMA QUY MÔ LỚN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
Hà Nội – 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
DOÃN THANH BÌNH
GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG HỆ THỐNG
MIMO-MC-CDMA QUY MÔ LỚN
Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông
Mã số: 62520208
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. NGUYỄN HỮU TRUNG
Hà Nội – 2017
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng các kết quả khoa học được trình bày trong luận án này là
thành quả nghiên cứu của bản thân tôi trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh và chưa
từng xuất hiện trong công bố của các tác giả khác. Các kết quả đạt được là chính xác và
trung thực.
Giáo viên hướng dẫn khoa học
Hà Nội, ngày…..tháng….năm 2017
Tác giả luận án
PGS. TS Nguyễn Hữu Trung
Doãn Thanh Bình
i
LỜI CẢM ƠN
Luận án tiến sỹ này được nghiên cứu sinh thực hiện tại Bộ môn Điện tử hàng không
vũ trụ, Viện Điện tử viễn thông, Đại học Bách khoa Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học
của PGS.TS. Nguyễn Hữu Trung. Nghiên cứu sinh xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối
với Thầy về định hướng khoa học, chỉ dẫn thực hiện những nhiệm vụ cần thiết cũng như
tạo mọi điều kiện thuận lợi để công trình nghiên cứu này được hoàn thành.
Nghiên cứu sinh cũng xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội, trường Đại học Điện lực, Viện Đào tạo Sau Đại học, Viện Điện tử viễn thông, Bộ
môn Điện tử hàng không vũ trụ và Phòng Khảo thí đảm bảo chất lượng đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Cuối cùng là sự biết ơn tới gia đình, bạn bè đã thông cảm, động viên giúp đỡ
nghiên cứu sinh có thêm nghị lực để hoàn thành luận án này.
Tác giả luận án
DOÃN THANH BÌNH
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH.......................................................................................... v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................... vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC ..................................................................... xi
MỞ ĐẦU............................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .............................................. 6
1.1 Đặt vấn đề.................................................................................................................... 6
1.2 Mô hình hệ thống MIMO-MC-CDMA quy mô lớn. ................................................... 6
1.2.1 Hệ thống MIMO .................................................................................................. 6
1.2.2 Hệ thống MIMO quy mô lớn ............................................................................. 11
1.2.3 Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã CDMA ............................................. 14
1.2.4 Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã đa sóng mang MC-CDMA............... 15
1.2.4 Hệ thống MIMO-MC-CDMA ........................................................................... 17
1.3 Vấn đề giao thoa đa truy nhập trong các hệ thống MIMO-MC-CDMA ................... 20
1.4 Các giải pháp đã được đề xuất .................................................................................. 21
1.4.1 Giải pháp tiền mã hóa ........................................................................................ 21
1.4.2 Giải pháp dùng mã CI ........................................................................................ 22
1.4.3 Giải pháp tại bộ thu MIMO đa người dùng và ước lượng kênh ........................ 24
1.4.4 Giải pháp dùng mã hóa không gian-thời gian .................................................... 28
1.4.5 Những vấn đề còn tồn tại ................................................................................... 30
1.5 Kết luận chương ........................................................................................................ 31
CHƢƠNG 2 ĐỀ XUẤT KIẾN TRÚC ĐỊNH HƢỚNG ĐA BÚP SÓNG THEO LÝ
THUYẾT HỆ THỐNG...................................................................................................... 32
2.1 Đặt vấn đề.................................................................................................................. 32
2.2 Mô hình hệ thống ...................................................................................................... 33
2.2.1 Mô hình tín hiệu ................................................................................................. 33
2.2.2 Định hướng búp sóng tối ưu thống kê ............................................................... 36
2.3 Đề xuất định hướng đa búp sóng theo lý thuyết hệ thống ......................................... 41
2.3.1 Phát biểu bài toán ............................................................................................... 41
2.3.2 Giải bài toán ....................................................................................................... 41
2.3.3. Phương pháp tối ưu bền vững theo tiêu chí Min-Max ...................................... 43
2.4 Kết quả mô phỏng ..................................................................................................... 44
2.4.1 Phương pháp mô phỏng ..................................................................................... 44
2.4.2 Các kịch bản và kết quả mô phỏng .................................................................... 45
2.4.3 Đánh giá kết quả ................................................................................................ 52
iii