Hệ thống không dây (SISO, SIMO, MISO, MIMO)

Các hệ thống thông tin không dây có thể được phân loại thành 4 hệ thống cơ bản là SISO, SIMO, MISO và MIMO

Hệ thống SISO
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=log2 (1+SNR) bit/s/Hz 


Hệ thống SIMO
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 thông qua các giải thuật beamforming hoặc MMRC (Maximal-Ratio Receive Combining). 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=log2 (1+N.SNR) bit/s/Hz


Hệ thống MISO
Hệ thống sử dụng nhiều anten phát và một anten thu được gọi là hệ thống MISO. Hệ thống này có thể cung cấp phân tập phát thông qua kỹ thuật Alamouti từ đó cải thiện chất lượng tín  hiệu hoặc sử dụng Beamforming để tăng hiệu suất phát và vùng bao phủ. 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 sau

    C=log2 (1+N.SNR) bit/s/Hz


Hệ thống MIMO
Hệ thống MIMO là hệ thống sử dụng đa anten tại cả nơi phát và nơi thu. Hệ thống có thể cung cấp phân tập phát nhờ vào đa anten phát, cung cấp phân tập thu nhờ vào đa anten thu nhằm tăng chất lượng hệ thống hoặc thực hiện Beamforming tại nơi phát và nơi thu để tăng hiệu suất sử dụng công suất, triệt can nhiễu. Ngoài ra dung lượng hệ thống có thể được cải thiện đáng kể nhờ vào độ lợi ghép kênh cung cấp bởi kỹ mã hoá thuật không gian-thời gian như V-BLAST. Khi thông tin kênh truyền được biết tại cả nơi phát và thu, hệ thống có thể cung cấp độ phân tập cực đại và độ lợi ghép kênh cực đại, dung lượng hệ thống trong trường hợp đạt được phân tập cực đại có thể xác định theo biểu thức sau

    C= log2 (1+NT.NR.SNR) bit/s/Hz

Dung lượng hệ thống trong trường hợp đạt được độ lợi ghép kênh cực đại có thể xác định theo biểu thức sau

    C=min(NT,NR).log2(1+SNR) bit/s/Hz

Chú thích: log2 (X)  là log cơ số 2 của X.

Reference
Ta-Sung Lee, Department of Communication Engineering National Chiao Tung University, bài giảng “MIMO Techniques for Wireless Communications”, 2006

Nguồn http://www.deeforum.net/forum/index.php?topic=53.0

Nhìn trên cũng có thể thấy luôn vì sao mimo anten thường là 2x2 4x4 đơn giản vì :

C=min(NT,NR).log2(1+SNR) bit/s/Hz

dù 2x4 2x8 thì khi chọn min (2,4) =2 (giá trị nhỏ nhất trong 2 số) ; min(2,8) =2 , tác dụng không hơn gì 2x2, nên để tối ưu nhất thì để 2 bên bằng nhau.

Posted in: Các nguyên tắc và kỹ thuật cơ bản