6314

6314

آشكارسازي بازگشتي كدهاي مبتني بر گراف در كانالهاي فيدينگ MIMO

دكتري

برق

تير١٣٨٦

تير١٣٨٦

استاد راهنما: جناب آقاي دكتر فلاحتي

استاد مشاور: جناب آقاي دكتر خانداني

با معرفي كانالهاي چند ورودي- چند خروجي(MIMO)جهت استفاده موثر از توان و پهناي باند، علاقهمندي بهبيتها در دست مي باشد، مقادير احتمال خطا در هر مرحله از اجراي LLR استفاده از اين روش جهت افزايش گذردهي سيستمهاي چند كاربره به گونه فزاينده اي افزايش يافته است. روابط تئوري اطلاعات نشان مي دهد كه رسيدن به ظرفيت كانال در اين سيستمها با ارسال همزمان اطلاعات به چندين كاربر صورت مي پذيرد. اين ظرفيت به مدد استفاده از روش قابل حصول است. ولي در عمل پياده سازي اين كدينگ، به (DPC) كدينگي به نام كدينگ كاغذ كثيف جهت پيچيدگي بالاي محاسباتي آن مشكل مي باشد. اخيراً روش موثري جهت كاهش پيچيدگي محاسباتي الگوريتمهاي پردازش سيگنال در اين سيستمها معرفي شده است. بدين صورت كه بر خلاف روش كدينگ كاغذ كثيف كه در آن همگي كاربران در سرويس دهي منظور مي شوند، با انتخاب همزمان تعداد محدودي از كاربران فعال كه در مقايسه با ديگر كاربران از شرايط بهره كانال بهتري برخوردار بوده و در عين حال كمترين تداخل را بر روي در طرف فرستنده، ZFBF يكديگر ايجاد مي نمايند و همچنين به مدد استفاده از يك پيش كدكننده تا حد زيادي به ظرفيت كانال در اين سيستمها نزديك مي شود. از طرف ديگر، نشان داده شده است كه اين روش به تغييرات زماني كانال كاربران حساس بوده و كارايي آن در اين حالت به شدت كاهش مي يابد. از آنجاييكه كارهاي صورت گرفته بر روي اين كانال همگي بر روي قضاياي تئوري اطلاعات متمركز بوده و همواره فرض شده است كه كانال كاربران، ايستا و بدون تغيير مي باشد، روش سيگنالينگ عملي جهت برطرف نمودن مشكلات عملي آن صورت نپذيرفته است. به همين دليل جهت و كدينگ كانال مي ZFBF گيري اين رساله بر روي مسائل عملي موجود در طراحي پيش كدكننده باشد.در اين رساله ابتدا دو روش جديد انتخاب كاربران فعال براي سيستمMIMOپخش همگاني ارائه شدهاست. روش اول از پيچيدگي بالاتري نسبت به روشهاي موجود برخوردار است، ولي در حالتي كه تعداد كاربران فعال در مقايسه با تعداد آنتنهاي فرستنده كم باشند از كارايي بالاتري برخوردار مي باشد. در عوض روش دوم كه بر پايه تئوري لتيسها جهت انتخاب كاربران فعال ارائه شده است، در عين داشتن پيچيدگي محاسباتي پايين، از كارايي مطلوبي نيز برخوردار مي باشد. همچنين نشان داده شده است كه بصورت يك مولفه ،ZFBF اثر تداخلي ناشي از تغييرات كانال كاربران با فرض استفاده از پيش كدكننده نويز تداخلي مزاحم در گيرنده ظاهر مي شود، به گونه اي كه انرژي نويز تداخلي در طول زمان افزايش (Pair-wise Error Probability) مي يابد. از طرف ديگر با توجه به تحدب رابطه احتمال خطاي دوتايي نشان داده شده است كه اگر بتوان انرژي اين مولفه نويز تداخلي را بر روي تمام بلاك ارسالي بطور يكسان پخش نمود، احتمال خطاي دوتايي و در نهايت احتمال خطاي بيت و بلاك كاهش مي يابند. به همين منظور يك پيش كدكننده زماني كه قادر به انجام اين مهم مي باشد، پيشنهاد شده است و كارايي آن به صورت تحليلي و همچنين با شبيه سازي مورد ارزيابي قرار گرفته است. در مجموع به كمك روش ارائه شده در اين رساله، طراحي قسمت آشكارساز و ديكدر از يكديگر مجزا شده و بنابراين نيازي به استفاده از روشهاي تلفيقي آشكارسازي و ديكدينگ نمي باشد. در ادامه از آنجاييكه كارايي روش مذكور منوط به استفاده از يك كدينگ كارا مي باشد، ضمن معرفي كدهاي قدرتمند مبتني بر گراف، روشهاي تحليل عملكرد آنها مورد بررسي قرار گرفته است و روش تحليلي جديدي كه در عين برخورداري از پيچيدگي محاسباتي پايين، از دقت مطلوبي نيز برخوردار مي باشد، ارائه شده است. در اين روش بر خلاف روشهاي گذشته كه همواره سعي بر تخمين شكل تابع بيتها و در نهايت محاسبه مقادير احتمال خطا از روي شكل توابع احتمالاتي LLR چگالي احتمال داشتند، مقادير ممانهاي تابع احتمال مذكور محاسبه مي شود و با استفاده از اين ممانها و تخميني كهاز شكل تابع احتمالالگوريتم آشكارسازي بازگشتي تخمين زده مي شود.