Разработка эффективных методов и алгоритмов обработки сигналов для высокоскоростных систем беспроводной связи

• Автор: Крейнделин, Виталий Борисович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 307 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
Введение
1.0 Анализ известных методов и алгоритмов демодуляции и фильтрации параметров канала связи
1.1 Обобщенная модель канала в системе беспроводной связи
1.1.1 Модель канала в системе CDMA
Случай однолучевой синхронной модели
Случай однолучевой асинхронной модели
Случай многолучевой асинхронной модели
1.1.2 Модель канала в системе с линейным STC
Случай BLAST
Случай схемы Аламоути
Общий случай
1.2 Демодуляция дискретных сигналов при известных параметрах канала связи
1.2.1 Многопользовательская демодуляция в системах CDMA
Традиционный многопользовательский демодулятор .37 Оптимальный многопользовательский демодулятор
Декоррелятор
Многопользовательский демодулятор, использующий
критерий МСКО
Анализ характеристик и вычислительная сложность алгоритмов многопользовательской демодуляции
1.2.2 Демодуляция в системах с линейным ортогональным STC
Система с матрицей Аламоути
Система с ортогональной STC-матрпцей общего вида
1.2.3 Демодуляция в системах с квазиортогональными STC-матрицами
Оптимальный демодулятор
Линейные демодуляторы
Квазиоптимальный V-BLAST-демодулятор
Анализ характеристик и вычислительная сложность

1.3 Анализ чувствительности характеристик алгоритмов многопользовательской демодуляции к ошибкам фильтрации параметров канала связи
1.4 Фильтрация неизвестных параметров канала связи
1.4.1 Полигармоническая модель беспроводного канала связи при движении абонента в условиях города (Модель Джейкса)
1.4.2 Характеристики традиционного метода фильтрации
Точность фильтрации
Помехоустойчивость демодуляции в условиях рэлеевских замираний
1.5 Совместная демодуляция дискретных сигналов и фильтрация неизвестных параметров канала связи .'
1.5.1 Алгоритм с переприсвоением
1.5.2 Алгоритм с обратной связью по вектору дискретных параметров (обратной связью по решению)
1.6 Выводы
2.0 Нелинейные итерационные методы и алгоритмы демодуляции дискретных сигналов
2.1 Нелинейная итерационная демодуляция
2.2 Нелинейная рекуррентная демодуляция
2.3 Синтез нелинейной функции
2.3.1 Общий случай
2.3.2 Гауссовский случай
2.3.3 Аппроксимация
2.4 Выводы
3.0 Фильтрация параметров канала связи
3.1 Метод полигармонической фильтрации параметров канала связи
3.1.1 Описание метода
3.1.2 Точность фильтрации
3.1.3 Помехоустойчивость демодуляции в условиях рэлеевских замираний
3.2 Полигармоническая фильтрация параметров канала М1МО..
3.2.1 Случай двух передающих и двух приемных антенн
Алгоритм фильтрации
Точность фильтрации
3.2.2 Общий случай произвольного числа передающих и произвольного числа приемных антенн

Алгоритм фильтрации
Точность фильтрации
3.2.3 Характеристики помехоустойчивости демодуляции в условиях
рэлеевских замираний
Случай BLAST
Случай схемы Аламоути
3.3 Выводы
4.0 Многопользовательская демодуляция для систем с кодовым разделением каналов
4.1 Линейные итерационные многопользовательские демодуляторы
4.1.1 Итерационный демодулятор типа
4.1.2 Итерационный демодулятор типа
4.1.3 Итерационный демодулятор типа
4.1.4 Демодулятор, основанный на применении фильтра Калмана
4.1.5 Анализ характеристик и вычислительная сложность
4.2 Нелинейные итерационные многопользовательские демодуляторы
4.2.1 Нелинейные итерационные демодуляторы типов 1, 2 и 3
4.2.2 Нелинейный рекуррентный демодулятор
4.2.3 Анализ характеристик и вычислительная сложность
4.3 Совместная многопользовательская демодуляция и декодирование
4.3.1 Демодулятор с раздельным декодированием
4.3.2 Демодулятор, использующий операции кодирования и декодирования на каждой итерации. Случай постоянного числа итераций
4.3.3 Демодулятор, использующий операции кодирования и декодирования на каждой итерации. Случай переменного числа итераций
4.3.4 Анализ характеристик и вычислительная сложность. Применение для системы сотовой подвижной связи 3-го поколения с кодовым разделением каналов стандарта CDMA2
4.4 Обобщение линейных и нелинейных итерационных алгоритмов многопользовательской демодуляции на случаи однолучевой
асинхронной и многолучевой моделей канала связи
4.4.1 Случай однолучевой асинхронной модели канала связи
Линейные алгоритмы

форме:
Y = F(h) • 0ext + г),
(1.25)
где Y =

Ly(N)J
- комплексный вектор-столбец принимаемых сигналов;

Л (Nq)
- случайный комплексный гауссовский вектор-столбец шума
наблюдения с нулевым математическим ожиданием и корреляционной
Р! (И)
матрица размерности М0 х 2>^х,
матрицей 2сг" ■ 1; F(h)
FN0(h)
зависящая от вектора комплексных множителей канала.
Выражение (1.25) представляет собой систему из линейных
уравнений относительно неизвестного комплексного вектора 0 размерности 2Х11х. В ряде случаев при определенных ограничениях на
используемый пространственно-временной код возможно сократить размерность неизвестного комплексного вектора до ^ .
Выражение (1.25) описывает модель канала связи в системе с линейным БТС.
1.2 Демодуляция дискретных сигналов при известных параметрах канала связи
В данном разделе рассматриваются известные методы демодуляции дискретных сигналов в системах связи CDMA и STC. Технологии CDMA и STC широко применяются в современных системах беспроводной связи 3-го
и 4-го поколений, работающих в стандартах UMTS, Cdma2000, IEEE 802.16* и др.[2]...[6],[211], [307], [308].
* Этот стандарт также известен под наименованием WIMAX [322], [329], [330].