Ứng dụng DSP khả trình trong hệ thống thông tin di động 3G

Giới thiệu

Mặc dù phương pháp này có thể cho các độ lợi thực hiện, nhưng nó còn hạn chế trong việc tăng cường khả năng thực hiện với dàn thích ứng đầy đủ. Ví dụ về một mẫu búp sóng cho một dàn thích ứng có cùng cấu hình anten được biểu diễn trong hình 4.6. Trong trường hợp này nhiễu bị khử hoàn toàn đồng thời tỷ số tín hiệu trên tạp âm của SOI được tăng cường bởi các trọng số bơm búp sóng bộ thu.

Mô hình tín hiệu dàn anten

Giả sử bộ phát phát một sóng cầu lý tưởng tại một điểm trong không gian và tín hiệu phát là một tín hiệu sin phức băng tần gốc tại tần số trung tâm f và được biến đổi lên tần số sóng mang Fc. Để hiểu hiện tượng đa đường hạn chế độ rộng băng cực đại B, hãy xem xét ảnh hưởng của K gương phản xạ trong môi trường như được biểu diễn trong hình 4.3. Ở đây giả thiết rằng bộ thu được đồng bộ theo đường trực tiếp (đường số 0), vì vậy τk là trễ đa đường giữa đường phản xạ và đường trực tiếp (dẫn đếnτ =0 0).

Vì vậy trong một dàn anten 5 phần tử nếu có 3 bộ phát, mỗi bộ phát với 2 đa đường chính, dàn sẽ bị quá tải, do khi đó số bộ phát tương đương là 6 bộ phát, như vậy sẽ cản trở việc ứng dụng của kỹ thuật bơm búp sóng qui ước. Khi đó sẽ hợp nhất hiệu ứng đa đường vào trong một vectơ nhận dạng theo không gian đơn a%, mà không thay đổi kiến trúc cơ bản của giả thiết về anten băng tần hẹp.

Các kỹ thuật tạo búp sóng tuyến tính

Hàm hiệu suất lỗi trung bình bình phương có thể được chứng minh phần nào đó bằng việc xem xét bộ ước tính gần đúng cực đại của SOI được đưa ra trong mô hình anten băng tần hẹp đã được thảo luận từ trước, với giả thiết thống kê đơn giản. Ví dụ về các tập hợp ràng buộc có thể bao gồm: một tập hợp các dạng sóng đã biết, hoặc các ký hiệu chọn từ một lớp các nhóm đã biết, hoặc các tín hiệu có modun không đổi, hoặc các tín hiệu liên quan trong một không gian con đã biết. Tìm giá trị nhỏ nhất của hàm đích NMSE với biến w tương đương với tìm giá trị lớn nhất của SINR trung bình theo thời gian, trong khi vectơ nhận dạng theo không gian a được thay thế bởi ước tính gần đúng cực đại của nó aˆ=X s s sH / H.

Điều này có thể được thực hiện bằng cách sửa đổi MGSO, tận dụng tối đa sự đơn giản của A [6], hoặc bằng việc áp dụng thành công phần tử ma trận trực giao vào vế trái của A vì vậy mà (1−λ)/N1X1 là cột bị triệt tiêu bởi cột. Với nhiều tập hợp ràng buộc tín hiệu, chúng ta có thể quyết định (69) chính xác hoặc trong vài trường hợp thực hiện giải pháp xấp xỉ, như việc tìm kiếm một dạng sóng gần giống trong tập hợp ràng buộc, hoặc một chòm sao gần nhất. Trong một vài trường hợp nó là xấp xỉ để thực hiện nhiều hơn một lần trải qua số liệu phù hợp với sự tối ưu hóa hướng qua lại được đưa ra trong (69) và (70). Biến đổi hạ. tÇn RF ADC. Tính toán Rxd Khôi phục thuéc tÝnh. *) Các thuật toán modul không đổi.

Trong các mạng có nhiều hơn một ô, hoặc trong mạng ad-hoc, vấn đề tạo búp sóng phát trở nên phức tạp hơn, bởi vì tất cả các bộ phát quản lý cùng một vùng thu phải kết hợp với nhau sao cho không xảy ra nhiễu đồng kênh, mà bộ thu không thể khử được.

Tách tín hiệu đa đầu vào đa đầu ra (MIMO)

Khác với các kỹ thuật tách tín hiệu MIMO sẽ được xem xét trong phần sau chỉ rừ toàn bộ quỏ trỡnh xử lý tớn hiệu được thực hiện ở bộ thu, cỏc kỹ thuật được sử dụng để đạt được dung lượng kênh (theo lý thuyết) yêu cầu sự tham gia của cả bộ phát và bộ thu. Giả thiết rằng các kênh là đã biết và bất biến theo thời gian, nghĩa là các kênh chỉ bị ảnh hưởng bởi nhiễu AWGN, và vectơ tín hiệu phát bao gồm các thành phần công suất cân bằng độc lập thống kê, mỗi thành phần có phân bố Gaussian, dung lượng Shannon của hệ thống MIMO này có thể được viết là. Bộ tách sóng lỗi trung bình bình phương cực tiểu tuyến tính (LMMSE - Linear Minimum Mean Squared Error detector) ước tính tối ưu vectơ ký hiệu mong muốn, có nghĩa là các ước tính cuối cùng sẽ có lỗi trung bình bình phương nhỏ nhất trên tất cả các bộ tách sóng tuyến tính.

Các phương pháp thích ứng bao gồm trung bình bình phương trung bình nhỏ nhất (LMS) và bình phương đệ quy nhỏ nhất (RLS) cũng cung cấp một cách xấp xỉ bộ tách sóng LMMSE bằng việc sử dụng tín hiệu kiểm tra trong trường hợp thiếu thông tin về các tham số kênh chính xác và các phân bố đầu vào. Nhiều đường thường là thuận lợi trong các hệ thống cụ thể vì các tín hiệu đầu tiên được quyết định không cần lợi thế của bất kỳ sự khử nhiễu nào trên đường đầu tiên trong khi các tín hiệu này sẽ được quyết định trên một sự quan sát còn lại với nhiễu kỳ vọng thấp trên các đường đến sau.

Tổng kết

Bộ tách sóng PIC xây dựng một phép ước tính của một số hoặc tất cả vectơ đầu vào kênh MIMO (bao gồm kết hợp của các ký hiệu mong muốn hay không mong muốn bất kỳ) sử dụng một kỹ thuật đơn giản như là lọc ghép hoặc tách sóng khử về 0. Nếu nhiễu được ước tính không chính xác trong bước 1, nó có thể tăng thêm trong quan sát còn lại, khiến cho kết quả các ước tính trong bước 2 còn kém hơn nếu không có sự tham gia của khử nhiễu. Vì vậy, với các tín hiệu thu với các công suất bằng nhau, bộ tách sóng PIC thực hiện các ước tính với hiệu năng bằng nhau cho tất cả các đầu vào kênh, trong khi bộ tách sóng SIC cung cấp hiệu năng không đều nhau cho các đầu vào kênh.

Khi sử dụng ít tầng trong tách sóng PIC thì chất lượng ước tính được cải thiện rất nhiều, trong khi đó nếu sử dụng nhiều tầng tách sóng PIC thực tế lại làm cho các ước tính ở các tầng sau có chất lượng thấp hơn ở tầng đầu tiên [6]. Bộ tách sóng PIC mới này được đưa ra để tăng các ưu điểm về hiệu năng hoạt động quan trọng của các bộ tách sóng PIC mã xoắn, tất nhiên sẽ tăng thêm độ phức tạp của bộ tách sóng này.