Truyền-thông-12enretnyaeyneanyaeytayne.pptx

,zdtymdfyftmyftyeWMôte

1. HỆ THỐNG MIMO SỬ DỤNG NHIỀU HỆ THỐNG ANTEN PHÁT & THU NHẰM TĂNG DUNG LƯỢNG KÊNH VÀ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG HIỆU QUẢ TRUYỀN THÔNG Nhóm 3

2. NỘI DUNG BỐI CẢNH & MỤC TIÊU CƠ SỞ LÝ THUYẾT Cuộc sống MIMO Chống nhiễu tốt BPSK Bảo mật Tốc độ cao MÔ PHỎNG Nhóm 3 Mô hình khối Rayleigh Rician AWGN BER Biểu đồ chòm sao Dung lượng kênh

3. BỐI CẢNH “ Tốc độ vượt trội , kết nối ổn định , chống nhiễu tốt ” - Hiện tại , các thống thông tin không dây ngày càng phát triển mạnh mẽ , yêu cầu về tốc độ truyền dữ liệu cao và khả năng chống nhiễu ngày càng trở nên quan trọng ! - Hệ thống MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) là một trong những công nghệ then chốt được ứng dụng trong các chuẩn truyền thông hiện đại như WIFI 6, 6G, 5G….. Nhóm 3

4. MỤC TIÊU “ Tốc độ vượt trội , kết nối ổn định , chống nhiễu tốt ” Do đó , chúng ta cần một hệ thống truyền thông giúp tăng dung lượng kênh và cải thiện chất lượng hiệu quả , sử dụng hệ thống MIMO với điều chế BPSK một dạng điều chế đơn giản nhưng phổ biến để dánh giá hiệu năng trong các môi trường thực tế như AWGN, Rayleigh và Rician Nhóm 3

5. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Khái niệm : MIMO là kỹ thuật sử dụng nhiều anten ở cả phía phát và thu nhằm: - Tăng dung lượng truyền tải. - Cải thiện độ tin cậy bằng khai thác hiện tượng đa đường ( multipath ). Nhóm 3 Hệ thống kênh MIMO Mô hình hệ thống anten MIMO

6. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Kỹ thuật Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Nguyên lý cơ bản : - Nhiều anten ở bộ phát và bộ thu - Truyền nhiều luồng dữ liệu song song - Khai thác đa dạng không gian (Spatial Diversity) - Ghép kênh không gian (Spatial Multiplexing) Nhóm 3

7. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Mô hình toán học : Tín hiệu thu được tại anten thứ i là tổng của các tín hiệu từ các anten phát qua kênh truyền có hệ số truyền là hij cộng thêm nhiễu . Biểu thức :   Nhóm 3

8. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Mô hình toán học : Dưới dạng vector được định nghĩa là : Vector tín hiệu nhận được y(t) trong miền thời gian được đưa ra bởi :   Nhóm 3

9. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Mô hình toán học : Từ đó ta thu được ma trận hệ thống MIMO. Mục đích chính là tìm BER hoặc xác suất lỗi bit cho một số giá trị của SNR ( tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu ) Nhóm 3 Ma trận hệ thống MIMO

10. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Dung lượng kênh : Cho biết gới hạn tốc độ dữ liệu tối đa mà hệ thống có thể truyền một cách tin cậy qua kênh truyền không dây , với xác suất lỗi gần như bằng 0, trong điều kiện lý tưởng về mã hóa và giải mã . Công thức tính dung lượng ergodic:   Nhóm 3

11. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Nhóm 3 Dung lượng hệ thống MIMO theo định lí Shannon

12. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Điều chế BPSK ( Binary Phase Shift Keying ) - BPSK là một kỹ thuật điều chế pha nhị phân được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền thông không dây nhưu WI-FI, Bluetooth,…. - Kỹ thuật này mã hóa mỗi bit dữ liệu bằng một pha khác nhau của sóng mang : Bit 1 -> pha Bit 0 -> pha 180 Nhóm 3

13. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Điều chế BPSK ( Binary Phase Shift Keying ) Nhóm 3 Dạng tín hiệu truyền đi : Trong đó : n = 0 nếu bit = 1 và n = 1 nếu bit = 0 - Ưu điểm : Đơn giản thực hiện , hiệu quả trong môi trường có nhiễu , được sử dụng trong các hệ thống yêu cầu độ ổn định và an toàn cao  

14. CƠ SỞ LÝ THUYẾT AWGN ( Additive White Gaussian Noise ) - AWGN là một mô hình nhiễu lý tưởng thường được sử dụng rộng rãi trong phân tích và thiết kế hệ thống thông tin số . Mô hình này được đặc trưng bởi 3 yếu tố chính : Additive, White, Gaussian. Tín hiệu nhận được có thể miêu tả như sau :   Nhóm 3 Sơ đồ khối kênh AWGN

15. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Rayleigh fading Nhóm 3 Rayleigh Fading là một mô hình suy hao tín hiệu do hiện tượng giao thoa đa đường (multipath propagation), trong đó không có các thành phần truyền trực tiếp LOS giữa máy phát và máy thu - Mục đích : thương được sử dụng để mô phỏng các môi trường đô thị , nơi tín hiệu bị phản xạ , nhiễu xạ và tán xạ Mô hình kênh Reyleigh Fading

16. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Rician Fading Nhóm 3 Rician Fading là một mô hình suy hao tín hiệu khi có tồn tại một thành phần sóng mang đường thẳng LOS cùng với các thành phần sóng phản xạ . Đây là mô hình mở rộng từ Rayleigh Fading, nhưng có thêm thành phần tín hiệu trực tiếp mạnh hơn Hệ số K của Rician: K = 0: Kênh biến thành Rayleigh fading ( không có LOS) K -> ∞: Kênh gần như chỉ có LOS, chất lượng truyền dẫn tốt , BER thấp  

17. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Rician fading Nhóm 3 Mô hình kênh tổng quát :  

18. MÔ PHỎNG Nhóm 3 Khởi tạo dữ liệu Điều chế BPSK Chọn kênh & Thêm nhiễu Rayleigh Rician AWGN Thu & Tách tín hiệu Lặp lại với SNR khác Lưu kết quả & đồ thị Mô hình khối tổng quan

19. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Nhóm 3 Dung lượng hệ thống MIMO theo định lí Shannon

20. Mô Phỏng Dung lượng kênh Nhóm 3 Các mô phỏng cho thấy MIMO tăng đáng kể dung lượng kênh so với SISO. Kênh Rician (K=10) thường cho dung lượng cao nhất nhờ thành phần LoS mạnh, theo sau là kênh AWGN lý tưởng. Kênh Rayleigh có dung lượng thấp nhất do fading mạnh. Với mọikênh, dung lượng tăng khi SNR và số lượng anten N tăng.

21. MÔ PHỎNG Nhóm 3 Biểu đồ so sánh BER theo SNR

22. MÔ PHỎNG Nhóm 3 Biểu đồ chòm sao :

23. MÔ PHỎNG Nhóm 3 Tổng kết : Về hiệu năng BER: AWGN < Rician < Rayleigh Về mức độ phân tán điểm : AWGN ( gọn nhất ) -> Rician ( trung bình ) -> Rayleigh ( rộng nhất ) Về dung lượng : Rayleigh < AWGN < Rician => Kênh AWGN phù hợp cho môi trường không có fading. Rician phản ánh môi trường thực tế hơn khi có LOS, còn Rayleigh mô phỏng điều kiện khắc nghiệt nhất với fading sâu và không có đường truyền trực tiếp.

24. ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN Nhóm 3 Nâng cấp điều chế : Thử nghiệm QPSK, 16QAM Áp dụng mã hóa kênh : Dùng Hamming, Convuolutional , LDPC để giảm lỗi truyềnThử nghiệm thuật toán tách sóng cao cấp Phân tích ảnh hưởng Doppler: Mô phỏng fading thay đổi theo thời gian để đánh giá độ bền hệ thống . Tăng số anten : Nghiên cứu dung lượng và BER khi mở rộng số anten. Thực nghiệm thực tế với SDR: Xây dựng mô hình hệ thống trên phần cứng và so sánh với mô phỏng . .

25. THE END