MIMO technologijos modeliavimas
Remeika, Justinas | Telekomunikacijų inžinerijos katedra |
Šio baigiamojo magistro darbo tikslas yra išnagrinėti kelių įėjimų ir kelių išėjimų (angl. Multiple Input, Multiple Output - MIMO) sumaniųjų antenų technologijos veikimo būdus bei galimybes.Darbo metu aptarti MIMO sistemų kodavimo erdvės ir laiko kodais bei erdviniu multipleksavimu metodai, spindulio formavimo galimybė bei išnagrinėti signalų kombinavimo būdai naudojant atrankinį, didžiausio santykio ir vienodo stiprinimo metodus. Išnagrinėti nesudėtingi Gauso, Reilėjaus ir Raiso MIMO kanalai. Aptartas signalų detektavimas naudojant didžiausio tikėtinumo, didžiausio santykio kombinavimo ir mažiausios vidutinės kvadratinės klaidos įvertinimo būdus ir algoritmus. Išanalizuoti priverstinio sumažinimo iki nulio, mažiausios vidutinės kvadratinės klaidos ir didžiausio tikėtinumo imtuvai.„Matlab” programiniu paketu sukurtas MIMO technologijos modeliavimo įrankis, kuris leidžia modeliuoti įvairaus antenų skaičiaus MIMO technologijos įgyvendinimo būdus, pasirenkant skirtingus signalo siuntimo ir priėmimo metodus, naudojant skirtingas moduliacijas ir ryšio kanalus, kodavimo ir dekodavimo metodus, signalų detektavimo algoritmus, bei parenkant reikiamus parametrus. Naudojant šį įrankį išanalizuotas ir palygintas skirtingų MIMO įgyvendinimo būdų veikimo našumas, ištirtas jo kitimas nuo skirtingų parametrų.Darbą sudaro 6 dalys: MIMO sistema, informacijos ir kanalų kodavimas, ryšio kanalai ir jų modeliai, signalų detektavimas ir įvertinimas, MIMO modeliavimo įrankis ir MIMO modeliavimo tyrimas.
The objective of this master thesis is to analyze Multiple Input, Multiple Output (MIMO) smart antenna technology, methods of operation and possibilities.In this thesis MIMO systems with space-time codes and spatial multiplexing techniques, beamforming and signal combining methods (Selection Combining - SC, Maximal Ratio Combining - MRC and Equal Gain Combining - EGC) was discussed. Simple AWGN, Rayleigh and Rice channel models was examined. Signal detection using Maximum Likelihood (ML), Maximal Ratio Combining (MRC) and Minimum Mean Square Error (MMSE) estimation methods and algorithms was discussed. Zero-forcing (ZF), Maximum Likelihood (ML) and Minimum Mean Square Error (MMSE) receivers was analyzed.With Matlab software package tool for MIMO technology was created. This tool allows to simulate different number of MIMO antenna technology implementation methods by choosing different signal transmission and receiving techniques with different channels, modulation, coding and decoding methods, signal detection algorithms, as well as appropriate parameters. Using this tool, different MIMO systems implementation scenarios and performance was analyzed and compared, variation of different parameters was studied.Thesis structure: MIMO systems, information and channel coding, channels and their models, signal detection and evaluation, Tool of MIMO modeling, study of MIMO modeling.