I. Hệ thống MIMO OFDM và ICI trong MIMO OFDM
Chương này trình bày tổng quan về hệ thống MIMO-OFDM và mô hình dữ liệu của hệ thống. Hệ thống MIMO-OFDM kết hợp công nghệ MIMO với OFDM, cho phép tăng tốc độ truyền dữ liệu và sử dụng hiệu quả băng thông. Tuy nhiên, hệ thống này cũng gặp phải vấn đề can nhiễu giữa các sóng mang con, được gọi là ICI (Inter Carrier Interference). ICI xảy ra khi các sóng mang con không duy trì tính trực giao do ảnh hưởng của kênh truyền. Việc giảm ICI là một thách thức lớn trong thiết kế hệ thống MIMO-OFDM. Các giải pháp hiện tại bao gồm tự giảm ICI, phát lặp các ký tự kết hợp ước lượng hợp lý cực đại, và giảm ICI bằng nắn dạng xung. Chương này cũng sẽ phân tích các phương pháp giảm ICI và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.
1.1 Mô hình nguyên lý hoạt động của hệ thống MIMO OFDM
Mô hình nguyên lý hoạt động của hệ thống MIMO-OFDM được xây dựng dựa trên việc sử dụng nhiều anten ở cả đầu phát và đầu thu. Tín hiệu từ nguồn được điều chế và chia thành các nhánh theo không gian. Mỗi nhánh sẽ thực hiện biến đổi IFFT và chèn thêm CP (Cyclic Prefix) trước khi phát ra. Tại đầu thu, tín hiệu nhận được sẽ trải qua quá trình chuyển đổi từ tương tự sang số và gỡ bỏ CP. Mô hình này cho thấy sự tương tác giữa các sóng mang con và ảnh hưởng của ICI đến hiệu suất hệ thống. Việc duy trì tính trực giao giữa các sóng mang con là rất quan trọng để giảm thiểu ICI và đảm bảo chất lượng tín hiệu.
1.2 Mô hình dữ liệu của hệ thống MIMO OFDM
Mô hình dữ liệu của hệ thống MIMO-OFDM được xây dựng trên giả thiết rằng kênh truyền là tuyến tính và không thay đổi trong thời gian truyền một ký tự. Tín hiệu băng gốc được định nghĩa và mô tả qua các vectơ tín hiệu tại miền tần số. Việc sử dụng IFFT để chuyển đổi tín hiệu từ miền tần số sang miền thời gian là một bước quan trọng trong quá trình phát. Để loại trừ hiện tượng ISI (Inter Symbol Interference), CP được thêm vào tín hiệu phát đi. Mô hình này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của hệ thống mà còn chỉ ra các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống MIMO-OFDM.
II. Giảm ICI bằng cân bằng mù miền tần số dựa trên phân tích thành phần độc lập
Chương này tập trung vào việc giảm ICI thông qua kỹ thuật cân bằng mù miền tần số, dựa trên lý thuyết phân tích thành phần độc lập (ICA). ICA cho phép tách các tín hiệu độc lập từ một hỗn hợp tín hiệu, từ đó giảm thiểu ICI trong hệ thống MIMO-OFDM. Việc áp dụng ICA vào hệ thống MIMO-OFDM giúp cải thiện khả năng nhận diện và xử lý tín hiệu, đồng thời giảm thiểu sự can nhiễu giữa các sóng mang con. Các phương pháp như lặp lại và tối ưu hóa dựa trên ICA sẽ được phân tích và đánh giá hiệu quả. Chương này cũng sẽ trình bày mô hình máy thu MIMO-OFDM dựa trên ICA và các ứng dụng thực tiễn của nó trong việc giảm ICI.
2.1 Nguyên lý giải pháp giảm ICI dựa trên ICA
Nguyên lý giải pháp giảm ICI dựa trên ICA được xây dựng trên cơ sở tách các thành phần độc lập từ tín hiệu hỗn hợp. Kỹ thuật này cho phép nhận diện và tách biệt các tín hiệu bị can nhiễu, từ đó cải thiện chất lượng tín hiệu nhận được. Việc áp dụng ICA trong hệ thống MIMO-OFDM không chỉ giúp giảm ICI mà còn nâng cao hiệu suất truyền dẫn. Các phương pháp lặp lại và tối ưu hóa sẽ được trình bày chi tiết, cùng với các kết quả mô phỏng để chứng minh tính khả thi của giải pháp này.
III. Giảm ICI bằng cân bằng miền thời gian kết hợp với nội suy kênh và bám kênh
Chương này trình bày giải pháp giảm ICI bằng cách kết hợp cân bằng miền thời gian với kỹ thuật nội suy kênh và bám kênh. Giải pháp này nhằm cải thiện hiệu suất của hệ thống MIMO-OFDM trong môi trường phi tuyến. Việc sử dụng mạng nơron hàm bán kính (RBF) để nội suy kênh và bám kênh bằng lọc thích nghi nhân (Kernel Adaptive Filtering) sẽ được phân tích. Các giải pháp này không chỉ giúp giảm ICI mà còn nâng cao khả năng thích ứng của hệ thống trong các điều kiện thay đổi của kênh truyền. Kết quả mô phỏng sẽ được trình bày để chứng minh hiệu quả của các giải pháp đề xuất.
3.1 Đề xuất giải pháp cải tiến lọc tối ưu với nội suy kênh
Giải pháp cải tiến lọc tối ưu với nội suy kênh sử dụng mạng nơron RBF để cải thiện khả năng ước lượng kênh trong hệ thống MIMO-OFDM. Kỹ thuật này cho phép hệ thống thích ứng nhanh chóng với các thay đổi trong kênh truyền, từ đó giảm thiểu ICI. Việc bổ sung tham số đảm bảo hoạt động của mạng nơron RBF sẽ được phân tích chi tiết, cùng với các kết quả mô phỏng để chứng minh tính hiệu quả của giải pháp này.
