BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

Môn: Mạng NGN

Đề tài:

GVHD: Phù Trần Tín

SVTH: Trần Văn Mùi

Nguyễn Xuân Cường

Nguyễn Văn Nam

Vương Văn Phú

TPHCM, tháng 5 năm 2013

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 2

MỤC LỤC

I. GIỚI THIỆU. .................................................................................................... 3

1. Lịch sử ra đời. ................................................................................................ 4

2. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống MIMO. ............................................. 7

II. KỸ THUẬT PHÂN TẬP. ................................................................................ 8

III. Dung lượng kênh MIMO. .............................................................................. 9

IV. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG MIMO. .........................10

III. KĨ THUẬT OFDM – MIMO. .....................................................................12

1. Kỹ thuật OFDM: .........................................................................................12

2. Ưu điểm và nhược điểm. .............................................................................13

3. Mô hình hệ thống MIMO– OFDM . ...........................................................16

IV. ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG MIMO ....................................................18

1. Ứng dụng trong mạng Wi-Fi. ......................................................................18

2. Ứng dụng trong mạng LTE. ........................................................................19

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 3

HỆ THỐNG MIMO

I. GIỚI THIỆU.

Mạng thông tin di động có những ưu điểm mà mạng có dây không có được

như: tính lưu động, những nơi có địa hình phức tạp, trong không gian.v.v. Vì vậy

con người không ngừng nghiên cứu để cải tiến mạng di động từng ngày, từ mạng

2G lên 2,5G; 3G; 4G; xây dựng các mô hình mạng WIFI, WIMAX. Song song với

từng thế hệ là các giải pháp mới được đưa ra như: FDMA, TDMA, CDMA,

OFDM, MIMO Mỗi giải pháp mới đều có những ưu điểm hơn giải pháp cũ nhưng

đều được phát triển theo xu hướng sau: nâng cao tốc độ dữ liệu, nâng cao chất

lượng tín hiệu, mở rộng băng thông, chất lượng dịch vụ .Trong đó OFDM và

MIMO là hai kỹ thuật mới nhất đang được đưa vào thử nghiệm và tiếp tục nghiên

cứu trong hiện tại và tương lai. OFDM là kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số

trực giao, MIMO là kỹ thuật sử dụng nhiều anten để truyền và nhận dữ liệu.

OFDM thì đã được đưa vào ứng dụng trong thực tế như: truyền hình số, phát thanh

số, truyền hình vệ tinh và đã đem lại những hiệu quả đáng kể. Còn MIMO là một

kỹ thuật mới nên vẫn còn đang trong quá trình thử nghiệm và nghiên cứu. Tuy

nhiên, hiện nay người ta đã kết hợp hai kỹ thuật MIMO và OFDM vào một số mô

hình như là WiMax, VoWifi trong các tiêu chuẩn 802.16, 802.11n, đã đem lại các

kết quả cao trong thực tế.

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 4

Hình 1. Hệ thống SISO

1. Lịch sử ra đời.

Trước khi hệ thống MIMO ra đời, các hệ thống vô tuyến trước đây sử

dụng mô hình kênh truyền SISO,

SIMO và MISO.

- Single Input Single Output

(SISO): chỉ sử dụng một anten ở

phía phát và một anten ở phía

thu. Hệ thống SISO là hệ thống

thông tin không dây truyền

thống chỉ sử dụng một anten phát và một anten thu. Máy phát và máy thu

chỉ có một bộ cao tần và một bộ điều chế/giải điều chế. Hệ thống SISO

thường được dùng trong phát thanh và phát hình, và các kỹ thuật truyền dẫn

vô tuyến cá nhân như Wifi hay Bluetooth. Dung lượng hệ thống phụ thuộc

vào tỷ số tín hiệu trên nhiễu được xác định bởi công thức Shanon.

C=B.log2 (1+SNR) bit/s/Hz

Trong đó:

C: Dung lượng của hệ thống. (bits/second)

B: băng thông.

SNR: tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu.

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 5

Hình 2. Hệ thống SIMO

Hình 3. Hệ thống MISO

- Single Input Multiple Output

(SIMO): chỉ sử dụng một anten ở

phía phát và nhiều anten ở phía thu.

Nhằm cải thiện chất lượng hệ thống,

một phía sử dụng một anten, phía

còn lại sử dụng đa anten. Hệ thống

sử dụng một anten phát và nhiều anten thu được gọi là hệ thống SIMO.

Trong hệ thống này máy thu có thể lựa chọn hoặc kết hợp tín hiệu từ các

anten thu nhằm tối đa tỷ số tín hiệu trên nhiễu. Khi máy thu biết thông tin

kênh truyền, dung lượng hệ thống tăng theo hàm logarit của số anten thu, có

thể xấp xỉ theo biểu thức sau:

C=B.log2 (1+M.SNR) bit/s/Hz.

Trong đó:

M là số anten thu.

- Multiple Input Single Output

(MISO): chỉ sử dụng một anten ở

phía thu và nhiều anten ở phía

phát. Hệ thống sử dụng nhiều

anten phát và một anten thu

được gọi là hệ thống MISO. Khi

máy phát biết được thông tin kênh truyền, dung lượng hệ thống tăng theo

hàm Log của số anten phát và có thể được xác định gần đúng theo biểu thức:

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 6

Hình 4. Hệ thống MIMO

C=B.log2 (1+N.SNR) bit/s/Hz.

- Hệ thống MIMO.

Hệ thống MIMO là hệ

thống truyền dẫn vô tuyến sử

dụng đồng thời nhiều anten ở

máy phát và máy thu, nhằm

tăng tốc độ truyền và tăng chất

lượng của tín hiệu. Hệ thống áp dụng kỹ thuật phân tập, mã hóa không gian-thời

gian nhằm tăng dung lượng kênh truyền, cải thiện hiệu suất phổ mà không phải

tăng công suất phát hay tăng băng thông.

Dung lượng kênh truyền là tốc độ có thể truyền dẫn tối đa với một xác suất

lỗi tương đối nhỏ nào đó.

C=B.log2 (1+N.M.SNR) bit/s/Hz.

Trong đó:

N là số anten phát.

M là số anten thu.

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 7

2. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống MIMO.

Ưu điểm:

Về dung lượng: do sử dụng nhiều anten nhiều anten phát và thu nên có

thể truyền nhiều đường dữ liệu song song, nên dung lượng tăng theo số

lượng anten có trong hệ thống.

Về chất lượng: tăng độ phân tập của hệ thống trong kênh truyền Fading

nên có thể giảm được xác suất lỗi (BER hoặc FER) Ngoài ra với kỹ

thuật tạo búp, tín hiệu được truyền theo hướng mong muốn do đó công

suất phát chỉ tập trung vào hướng truyền, do đó giảm công suất phát của

các thiết bị.

Nhược điểm:

Do hệ thống MIMO sử dụng nhiều anten phát và thu nên:

Nhiều anten nên giá thành phần cứng của hệ thống MIMO phải lớn hơn

so với hệ thống SISO.

Độ phức tạp lớn và giải thuật xử lý tín hiệu phức tạp hơn.

Tăng thể tích của các thiết bị (vì số lượng anten vừa nhiều vừa phải đảm

bảo khoảng cách giữa các anten để các kênh không tương quan) trong khi

xu hướng thiết bị càng ngày càng nhỏ.

Thực chất MIMO là một hệ thống anten thông minh kết hợp với kỹ thuật

xử lý phân tập theo không gian và thời gian trước khi truyền đi.

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 8

II. KỸ THUẬT PHÂN TẬP.

Phân tập là kỹ thuật truyền dẫn trong đó thông tin được truyền đồng thời trên

nhiều đường độc lập để đạt được độ tin cậy truyền dẫn cao.

Bằng cách truyền một tín hiệu giống nhau trên nhiều kênh truyền khác nhau để

đầu thu có thể chọn trong số những tín hiệu thu được hoặc kết hợp những tín hiệu

đó thành một tín hiệu tốt nhất. Việc này nhằm chống lại fading và nhiễu là do

những kênh truyền khác nhau sẽ chịu fading và nhiễu khác nhau.

Các loại phân tập.

-Theo cách thức triển khai:

(1) Phân tập phát.

(2) Phân tập thu.

- Theo kỹ thuật phân tập:

(1) Phân tập thời gian (Time Diversity)

Phân tập thời gian có thể nhận được bằng cách mã hóa và đan xen, trong đó

thông tin được mã hóa và được truyền phân tán trong các khoảng thời gian

nhất quán khác. Hay là truyền cùng 1 tín hiệu ở hai thời điểm khác nhau.

(2) Phân tập tần số (Frequency Diversity)

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 9

Phân tập tần số có đặc tính của kênh truyền là chọn lọc tần số tức là sử dụng

một tập hợp các tần số để truyền đi cùng một tín hiệu, tạo nên sự phân tập

tần số. Khoảng cách giữa các tần số phải đủ lớn (1-2 MHz).

(3) Phân tập không gian (Space Diversity)

Phân tập không gian là sử dụng nhiều anten ở máy phát, máy thu hoặc ở cả

máy thu và máy phát để tạo nên các nhánh phân tập không gian khác nhau.

Khoảng cách cân thiết giữa các anten tối thiểu là một nửa bước sóng l/2.

(4) Phân tập phân cực (Polarization Diversity)

Phân tập phân cực là các tín hiệu phân cực đứng và ngang được truyền bởi

hai ăng-ten phân cực và được nhận bởi hai ăng-ten phân cực. Các phân cực khác

nhau đảm bảo rằng hai tín hiệu không tương quan với nhau mà không cần phải đặt

hai ăng ten cách xa nhau.

III. Dung lượng kênh MIMO.

Dung lượng kênh truyền là tốc độ có thể truyền dẫn tối đa với một xác suất lỗi

tương đối nhỏ nào đó.

C=B.log2(1+N.M.SNR)

Theo công thức dung lượng của shannon thì dung lượng tỷ lệ thuận với băng

thông và SNR, để tăng dung lượng thì ta có thể tăng BW (băng thông thường cố

định rồi) hoặc tăng công suất (SNR), nhưng thường tăng công suất thì thường chỉ

tăng đến một mức nào đó thì nó sẽ bão hoà (cái này ng ta chứng minh được rồi).

người ta thấy rằng để tăng dung lượng thì phải có một hệ số nào đó nữa khác với

BW và SNR để khi tăng nó lên thì dung lượng C cũng tăng theo, và khi dùng phân

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 10

Hình 5. Nguyên lí hoạt động của hệ thống MIMO.

tập antenna thì người ta thấy sinh ra cái hệ số đó, khi dùng phân tập thu người ta

thấy cái hệ số đó sinh ra ở trong hàm log nhân với SNR (ở trong công thức

shannon), và để tăng hệ số đó người ta chỉ cần tăng số antenna lên là được.

IV. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG MIMO.

Ở máy phát, dòng dữ liệu phát được bộ DEMUX chia nhỏ thành N luồng

sn(t) song song và truyền đồng thời qua N anten phát. Vì vậy, tốc độ truyền dẫn

tăng N lần so với hệ thống sử dụng một anten phát, một anten thu (SISO) thông

thường. Tại máy thu các luồng tín hiệu sẽ được tách riêng ra rồi ghép lại bằng bộ

ghép kênh MUX.

Việc thiết kế bộ mã hóa kênh truyền, điều chế và ánh xạ trong hệ thống MIMO sẽ

khác nhiều so với hệ thống cũ SISO. Sự khác nhau chnhs là sự xuất hiện thêm 1

chiều tín hiệu mới: không gian, đây là đặc tính của hệ thống sử dụng nhiều anten.

Vì thế, kỹ thuật truyền dữ liệu qua hệ thống MIMO gọ là kỹ thuật không gian –

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 11

thời gian. Sự chọn lựa một kỹ thuật cụ thể thay đổi tùy thuộc vào bên phát hoặc

bên thu biết thông số kênh truyền fading CSI. Tuy nhiên, ở phía phát sẽ khó biết

được thông tin kênh truyền fading CSI. Ngược lại, ở phía thu có thể biết được

thông tin kênh truyền bằng cách ước lượng các thông số kênh truyền.

Chuỗi tín hiệu phát được mã hóa theo cả hai miền không gian và thời gian nhờ bộ

mã hóa không gian thời gian (STE: Space-Time Encoder).

Kỹ thuật mã hóa không gian thời gian (STC) vừa sử dụng nhiều anten phát và thu

vừa dùng kỹ thuật truyền lặp tín hiệu trên những khe thời gian khác nhau.

Phương pháp mã không gian-thời gian về bản chất là sự kết hợp giữa mã hoá,

điều chế, phát và thu phân tập và được xem như là trường hợp tổng quát của các

phương pháp phân tập phát.

Có hai loại mã không gian thời gian chính là: các loại mã khối không gian -

thời gian (STBC) và các loại mã lưới không gian-thời gian (STTC-Space – Time

Trellis Codes ). Mã khối không gian thời gian (STBC) thực hiện trên một khối các

ký tự đầu vào và tạo ra một ma trận đầu ra mà các cột của nó biểu diễn thời gian và

hàng biểu diễn số anten. Khác với các loại mã khối dùng một anten trên kênh

AWGN, các loại mã khối không gian - thời gian nói chung là không cho độ lợi mã

hoá, trừ trường hợp khi ta móc nối với một bộ mã ngoài. Đặc tính cơ bản của

phương pháp này là phân tập đầy đủ và việc giải mã đơn giản. Mặt khác các loại

mã lưới không gian - thời gian thực hiện xử lý một ký tự đầu vào ở một thời điểm,

tạo ra một chuỗi các ký tự véc tơ mà chiều dài của nó thể hiện số anten. Giống như

mã TCM (Trellis Coded Modulation) cho trường hợp kênh có một anten, các loại

mã STTC có cho độ lợi mã hoá. Nhược điểm của nó là rất khó thiết kế và việc mã

hoá và giải mã phức tạp.

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 12

III. KĨ THUẬT OFDM – MIMO.

1. Kỹ thuật OFDM:

Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (Orthogonal Frequency

Division Multiplexing). Đó là sự kết hợp giữa mã hóa và ghép kênh. Thường

thường nói tới ghép kênh người ta thường nói tới những tín hiệu độc lập từ

những nguồn độc lập được tổ hợp lại. Trong OFDM, những tín hiệu độc lập này

là các sóng mang con. Đầu tiên tín hiệu sẽ chia thành các nguồn độc lập, mã

hóa và sau đó ghép kênh lại để tao nên sóng mang OFDM. đây là phương thức

phát đa sóng mang theo nguyên lý chia dòng dữ liệu tốc độ cao thành tốc độ

thấp hơn và phát đồng thời trên một số sóng mang được phân bổ một cách trực

giao. Nhờ thực hiện biến đổi chuỗi dữ liệu từ nối tiếp sang song song nên thời

gian symbol tăng lên. Do đó, sự phân tán theo thời gian gây bởi trải rộng trễ do

truyền dẫn đa đường (multipath) giảm xuống.

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 13

Hình 6. Phổ một kênh con OFDM và một tín hiệu OFDM

2. Ưu điểm và nhược điểm.

Ưu điểm.

- Hiệu quả sử dụng băng thông:

Trong một hệ thống FDM truyền thống, mỗi kênh con được đặt cách nhau bởi

khoảng phòng vệ để đảm bảo các kênh lân cận không nhiễu lẫn nhau. Trong khi

đó hệ thống OFDM có các kênh con chồng lấn lên nhau. Do đó nó có thể sử dụng

tối đa băng thông hệ thống như được minh hoạ trong hình sau:

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 14

- Giảm ISI

Trong các hệ thống một sóng mang, ISI thường được tạo ra bởi các đặc tính truyền

lan đa đường của một kênh thông tin vô tuyến. Đặc biệt khi phát một tín hiệu trên

một khoảng cách dài thì tín hiệu được truyền theo rất nhiều đường khác nhau. Do

đó tín hiệu thu được có chứa tín hiệu truyền theo đường thẳng trực tiếp chồng lấn

với các tín hiệu phản xạ với biên độ nhỏ hơn, gây méo tín hiệu.

Các hệ thống OFDM hạn chế được vấn đề này bằng cách tạo ra một khoảng

symbol dài hơn trải trễ của kênh truyền. Tín hiệu từ một luồng dữ liệu tốc độ cao

được chia thành L luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn. Thời gian tồn tại symbol của

các kênh con tăng lên L lần sẽ làm giảm được ISI. Hơn nữa ta còn có thể loại bỏ

được hoàn toàn ISI nếu thêm vào tín hiệu OFDM chuỗi tiếp đầu tuần hoàn (CP)

với độ dài của chuỗi lớn hơn trễ truyền dẫn lớn nhất của kênh ∆τmax.

Hình 7. Hiệu quả sử dụng phổ của OFDM

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 15

- Giảm pha đinh chọn lọc theo tần số và cấu trúc hệ thống đơn giản.

Với hệ thống OFDM, pha-đinh chọn lọc tần số chỉ tác động đến một hoặc một vài

kênh con có băng tần tín hiệu nhỏ nên có thể coi là pha đinh phẳng. Bởi vậy, độ

phức tạp của bộ san bằng và lọc nhiễu cũng giảm cho phép cấu trúc bộ thu OFDM

đơn giản đi rất nhiều. Hơn nữa nhờ việc sử dụng sử dụng các bộ biến đổi

IFFT/FFT tương ứng thay cho các bộ điều chế và giải điều chế thì cấu trúc máy

phát và máy thu cũng đơn giản hơn rất nhiều. Đặc biệt ngày nay khi công nghệ chế

tạo vi mạch phát triển với tốc độ xử lý cao thì công nghệ OFDM càng có khả năng

ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống thông tin, đặc biệt là trong các hệ thống

thông tin băng thông rộng như WiMAX.

Ngoài những ưu điểm trên thì OFDM cũng có những hạn chế.

Nhược điểm.

- Tỷ số PAR:

Các tín hiệu OFDM có tỷ lệ công suất đỉnh tới trung bình thường cao hơn

các tín hiệu đơn sóng mang. Lý do là trong miền thời gian, một tín hiệu đa sóng

mang là tổng của nhiều tín hiệu băng hẹp. Trong một vài trường hợp, tổng này là

lớn nhưng trong các trường hợp khác lại là nhỏ, điều này có nghĩa là giá trị đỉnh

của tín hiệu lớn hơn đáng kể giá trị trung bình. Tỉ số PAR cao là một trong những

thách thức lớn nhất của hệ thống OFDM, bởi vì nó làm giảm hiệu quả phổ và đẩy

điểm làm việc của bộ khuếch đại công suất về vùng phi tuyến nên làm tăng giá

của bộ khuếch đại công suất tần số vô tuyến RF (Radio Frequency), đây là một

trong những thiết bị đắt nhất trong một hệ thống thông tin vô tuyến. Do đó cần

thiết phải có các biện pháp làm giảm PAR của các tín hiệu OFDM trước khi đưa

qua bộ khuếch đại công suất.

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 16

- Dịch tần số và quá trình đồng bộ:

Hệ thống OFDM rất nhạy cảm với lỗi dịch tần số vì xuất phát từ nguyên lý

cơ bản của OFDM là sự chồng lấn phổ giữa các sóng mang con chứ không phải

là các sóng mang con này được cách ly về phổ. Hiện tượng dịch tần số này làm

cho các sóng mang con không còn tính trực giao với nhau nữa, điều này dẫn đến

xuyên nhiễu giữa các sóng mang con lân cận và gây ra ICI. Do đó hệ thống OFDM

yêu cầu việc đồng bộ tần số rất ngặt nghèo.

3. Mô hình hệ thống MIMO– OFDM .

Hệ thống đa sóng mang có thể được thực hiện hiệu quả trong miền thời

gian rời rạc bằng cách sử dụng bộ IFFT như bộ điều chế và FFT như bộ giải

điều chế. Dữ liệu được phát ở miền tần số và lấy mẫu ở đầu ra của khâu IFFT ở

miền thời gian của dạng sóng được phát. Hình 4.1 trình bày hệ thống MIMO –

OFDM điển hình:

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 17

Trong hệ thống MIMO – OFDM các tín hiệu OFDM được phát và thu

đồng thời trên nhiều anten, hệ thống đã sử dụng được lợi điểm của cả MIMO và

OFDM làm tăng độ lợi phân tập, tăng dung năng trong những kênh fading lựa

chọn tần số và thay đổi theo thời gian. Đồng thời kỹ thuật MIMO và OFDM

cũng hỗ trợ lẫn nhau, kỹ thuật OFDM chia kênh fading lựa chọn tần số thành

nhiều kênh phading phẳng song song thuận tiện hơn cho việc truyền tín hiệu

theo phương pháp MIMO.

Hình 8. Mô hình OFDM – MIMO.

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 18

IV. ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG MIMO

1. Ứng dụng trong mạng Wi-Fi.

Một trong những điều mong đợi nhất của người dùng thiết bị đầu cuối Wi-Fi

không gì khác ngoài tốc độ và tầm phủ sóng.

Sự chuẩn hóa IEEE sẽ đảm bảo tương thích các thiết bị và kết nối tốc độ cao. Về

mặt lý thuyết, nó sẽ kết nối với tốc độ 300Mbps tức là nhanh hơn khoảng 6 lần tốc

độ đỉnh theo lý thuyết của các chuẩn trước đó như 802.11g/a (54Mbps). Tốc độ

điển hình cho chuẩn 802.11n được kỳ vọng đạt khoảng 144 Mbps.

Các bộ định tuyến cung cấp hai luồng dữ liệu trong không gian sẽ có tốc độ nhanh

hơn và theo lý thuyết sẽ đạt được 450 Mbps hoặc 600 Mbps.

- Anten MIMO sử dụng nhiều anten để gửi nhiều thông tin hơn khi sử dụng

một anten. Nó cung cấp sự phân tập anten và ghép kênh không gian cho 802.11n.

- Sự ghép kênh phân chia theo không gian, ghép nhiều luồng dữ liệu độc lập

trong một kênh. MIMO có thể làm tăng đáng kể tốc độ dữ liệu khi số các luồng dữ

liệu trong không gian tăng lên. Với 4 anten cho cả hai đầu cuối, chuẩn 802.11n có

thể cho tốc độ lên tới 600Mbps.

- Các kênh 40MHz được kết hợp vào chuẩn 802.11n gấp đôi khoảng cách

kênh 20MHz trong các chuẩn 802.11a/g trước đó. Điều này cho phép gấp đôi tốc

độ dữ liệu trong một kênh đơn 20MHz.

- Tần số 2.4GHz có đủ không gian cho 3 kênh 20MHz không chồng lấn lên

nhau, còn kênh 40MHz không có nhiều không gian cho các thiết bị khác tham gia

vào mạng hay truyền dữ liệu trên cùng khu vực với chúng. Do đó việc chọn kênh

40MHz sẽ cải thiện hiệu năng cho toàn mạng WLAN

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 19

- MIMO tận dụng hiện tượng tự nhiên của sóng trung tần được gọi là đa

đường: thông tin được phát xuyên qua tường, cửa sổ và các vật chắn khác, anten

thu tín hiệu nhiều lần qua các bộ định tuyến khác nhau ở các thời điểm khác nhau.

Do đó tín hiệu đa đường nguyên gốc có thể bị bóp méo dẫn đến khó giải mã và kéo

theo hiệu năng Wi-Fi kém. MIMO khai thác hiện tượng đa đường với kỹ thuật đa

phân chia theo không gian SDM (space division multiplexing). Thiết bị phát

WLAN chia gói dữ liệu ra thành nhiều phần, mỗi phần được gọi là chuỗi dữ liệu

(Spatial Stream) và phát từng chuỗi dữ liệu qua các anten riêng rẽ đến các anten

thu.

Các tín hiệu từ mỗi kênh phát có thể đến kênh thu thông qua một đường duy nhất,

cho phép ghép kênh không gian-kỹ thuật gửi nhiều luồng dữ liệu trong cùng một

kênh, nhờ vậy tốc độ truyền dữ liệu sẽ tăng theo cấp số nhân.

2. Ứng dụng trong mạng LTE.

MIMO là một phương thức truyền dẫn dữ liệu mới cho phép tăng nhanh

dung lượng của kênh truyền vô tuyến. Việc ứng dụng MIMO vào thông tin vô

tuyến đã được triển khai ứng dụng và đề xuất cho các hệ thống 3G trở đi. Các hệ

thống vô tuyến đa đầu vào đa đầu ra (MIMO: Multiple-Input Multiple-Output),

đang được biết đến như một nền tảng cho công nghệ truyền dẫn thế hệ thứ 4 (4G).

Sử dụng đa anten phát và đa anten thu, các hệ thống MIMO cho phép truyền dẫn

dữ liệu với tốc độ lên tới Gb trong các môi trường truyền sóng không có tia truyền

thẳng.

Theo 3GPP, về lý thuyết, LTE với MIMO và dải phổ rộng hơn sẽ cho phép

các nhà khai thác đạt tốc độ đỉnh đường xuống lên tới 326 Mbps và đường lên là

86 Mbps trong kênh 20Mhz và với an ten 4X4 MIMO.

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 20

MIMO là một phần tất yếu của LTE để đạt được các yêu cầu về thông lượng

và hiệu quả sử dụng phổ. MIMO cho phép sử dụng nhiều an ten ở máy phát và

máy thu. Với hướng DL, MIMO 2x2 (2 antenở thiết bị phát, 2 anten thu) được

xem là cấu hình cơ bản. Hiệu ăng đạt được tùy thuộc vào việc sử dụng MIMO.

Trong đó kỹ thuật ghép kênh không gian và phát phân tập là các đặc tính nổi bật

của MIMO trong công nghệ LTE.

MIMO lợi dụng tín hiệu đa đường giữa máy phát và máy thu để cải thiện

dung lượng có sẵn cho bởi kênh truyền.Bằng cách sử dụng nhiều anten thu và phát

với việc xử lý tín hiệu số, kỹ thuật MIMO có thể tạo ra các dòng dữ liệu trên cùng

một kênh truyền, từ đólàm tăng dung lượng kênh truyền.

Hệ thống MIMO 2013

Mạng NGN 21

Tài liệu tham khảo

http://tongquanvienthong.blogspot.com/2012/02/he-thong-khong-day.html

http://tongquanvienthong.blogspot.com/2012/03/phan-tap.html

http://vi.wikipedia.org/wiki/Gh%C3%A9p_k%C3%AAnh_ph%C3%A2n_chia_theo_t%E1%BA%A7n_s%E1

%BB%91_tr%E1%BB%B1c_giao

http://luanvan.net.vn/luan-van/do-an-he-thong-mimo-ofdm-21500/

http://www.youtube.com/watch?v=VLAgYUQCgD8