Сжимающий канальный эквалайзер для сетей множественного доступа TH-UWB с многолучевым распространением при наличии многопользовательской интерференции

Автор(и)

  • Нуреддин Б. Бенотман журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника", Algeria
  • Сидахмед Элахмар Университет Джилали Лиабеса, Algeria https://orcid.org/0000-0002-1357-2169

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347017080027

Ключові слова:

сверхширокополосный, СШП, UWB, сжимающий эквалайзер, rake приемник

Анотація

В статье представлен новый сжимающий канальный эквалайзер CSE (channel shortening equalizer) для сверхширокополосных (СШП) систем множественного доступа с переключением временных каналов с применением модуляции положения импульса PPM (pulse position modulation). Поскольку СШП каналы имеют очень длинную импульсную характеристику по сравнению с шириной узкого импульса, то применение CSE способствует уменьшению числа корреляторов приемника. В СШП системах благодаря тому, что полученный импульс подобен импульсной характеристике канала, предложенный алгоритм максимизирует отношение сжатого сигнала к межсимвольной и многопользовательской интерференции. Наличие предложенного CSE перед корреляционным приемником уменьшает сложность архитектуры приемника за счет уменьшения количества эффективных канальных отводов. В дальнейшем предложенный метод использован для получения общего выражения частоты появления ошибочных битов BER (bit error rate) при наличии межсимвольной и многопользовательской интерференции. Приведены результаты компьютерного моделирования производительности предложенного метода в сравнении с методом MSSNR CSE, а также с нижней границей, известной как метод all-rake, и методами partial-rake, и selective-rake по таким параметрам, как действующее значение временного окна rake-приемника и BER.

Посилання

Yang, L.; Giannakis, G. B. Ultra wide band communication: An idea whose time has come. IEEE Signal Proc. Mag., Vol. 21, No. 6, p.26-54, Nov. 2004. DOI: https://doi.org/10.1109/MSP.2004.1359140.

Hazra, R.; Tyagi, A. Cooperative impulse radio ultra-wideband communication using coherent and non-coherent detectors: A review. Wireless Pers. Commun., v.77, n.1, p.719-748, 2014. DOI: https://doi.org/10.1007/s11277-013-1533-x.

Дубровка, Ф. Ф.; Третьяков, В. А. Анализ спектральной эффективности цифровых сигналов для сверхширокополосных радиосистем диапазона частот 3,1–10,6 ГГц. Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 54, № 9, С. 3-11, 2011. URI: http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347011090019.

Win, M. Z.; Scholtz, R. A. Ultra-wide bandwidth time-hopping spread-spectrum impulse radio for wireless multiple-access communications. IEEE Trans. Commun., v.48, n.4, p.679-691, Apr. 2000. DOI: https://doi.org/10.1109/26.843135.

Fang, L.; Zailu, H. Low complexity multi-user detectors of TH-PPM UWB system. Proc. of Int. Conf. on Wireless Commun., Netw. and Mob. Comp., 26 Sept. 2005, Wuhan, China. IEEE, 2005, p.320-323. DOI: https://doi.org/10.1109/WCNM.2005.1544041.

Zhang, L.; Yang, C. Performance analysis of channel shortening of RAKE receiver in ultra-wideband systems. Proc. of 64th Veh. Tech. Conf., VTC, 25-28 Sept. 2006, Montreal, Que., Canada. IEEE, 2006, p.1-5. DOI: https://doi.org/10.1109/VTCF.2006.166.

Zhang, L.; Yang, C. The equalization performance of RAKE receiver in UWB system. Proc. of 7th Int. Conf. on Sig. Process., ICSP, 31 Aug.-4 Sept. 2004, Beijing, China. IEEE, 2004, p.1723-1726. DOI: https://doi.org/10.1109/ICOSP.2004.1441667.

Husain, S. I.; Yuan, J.; Zhang, J. Rake performance after channel shortening by decay factor optimization in UWB channels. Proc. of 66th IEEE Veh. Tech. Conf., VTC, 30 Sept.-3 Oct. 2007, Baltimore, USA. IEEE, 2007, p.1204-1207. DOI: https://doi.org/10.1109/VETECF.2007.259.

Cassioli, D.; Win, M. Z.; Vatalaro, F.; Molisch, A. F. Performance of low-complexity RAKE reception in a realistic UWB channel. Proc. of IEEE Int. Conf. on Commun., ICC, 28 Apr.-2 May 2002, New York, USA. IEEE, 2002, p.763-767. DOI: https://doi.org/10.1109/ICC.2002.996958.

Martin, R. K.; Vanbleu, K.; Ding, M.; Ysebaert, G.; Milosevic, M.; Evans, B. L.; Moonen, M.; Johnson, C. R. Unification and evaluation of equalization structures and design algorithms for discrete multitone modulation systems. IEEE Trans. Signal Process., v.53, n.10, p.3880-3894, 2005. DOI: https://doi.org/10.1109/TSP.2005.855432.

Melsa, P. J. W.; Younce, R. C.; Rohrs, C. E. Impulse response shortening for discrete multitone transceivers. IEEE Trans. Commun., v.44, n.12, p.1662-1672, 1996. DOI: https://doi.org/10.1109/26.545896.

Ragoubi, K.; Hélard, M.; Crussiìre, M. Low complexity channel shortening technique applied to MB-OFDM UWB systems. Proc. of 4th Int. Conf. on Signal Process. and Commun. Systems, ICSPCS, 13-15 Dec. 2010, Gold Coast, QLD, Australia. IEEE, 2010, p.1-6. DOI: https://doi.org/10.1109/ICSPCS.2010.5709684.

Chopra, A.; Evans, B. L. Design of sparse filters for channel shortening. Proc. of Int. Conf. on Acoustics Speech and Signal Process., ICASSP, 14-19 Mar. 2010, Dallas, TX, USA. IEEE, 2010. DOI: https://doi.org/10.1109/ICASSP.2010.5495507.

Avinash, M.; Hari, K. V. S. “Low complexity adaptation for SISO channel shortening equalizers. AEU — Int. J. Electron. Commun., v.66, n.8, p.600-604, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aeue.2012.03.011.

Berriah, Boubakeur; Bouziani, Merahi; Elahmar, S. A. New blind, adaptive channel shortening TEQ for multicarrier modulation systems. IET Commun., v.8, n.2, p.210-216, 2014. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-com.2013.0147.

Wu, W. R.; Lee, C. F.; Chen, Y. F. Time-domain equalisation for discrete multi-tone transceivers: new results and performance analysis. IET Commun., v.3, n.7, p.1186-1200, 2009. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-com.2008.0133.

Husain, S. I.; Choi, J. Single correlator based UWB receiver implementation through channel shortening equalizer. Proc. of Asia-Pacific Conf. on Commun., 5 Oct. 2005, Perth, WA, Australia. IEEE, 2005, p.610-614. DOI: https://doi.org/10.1109/APCC.2005.1554134.

Husain, S. I.; Choi, J. Blind adaptive channel shortening by unconstrained optimization for simplified UWB receiver design. Proc. of 3rd Int. Symp. on Wireless Commun. Systems, ISWCS, 6-8 Sept. 2006, Valencia, Spain. IEEE, 2006, p.443-446. DOI: https://doi.org/10.1109/ISWCS.2006.4362336.

Husain, S. I.; Yuan, J.; Zhang, J. Modified channel shortening receiver based on MSSNR algorithm for UWB channels. Electron. Lett., v.43, n.9, p.535-537, Apr. 2007. DOI: https://doi.org/10.1049/el:20070584.

Husain, S. I.; Yuan, J.; Zhang, J.; Martin, R. K. Time domain equalizer design using bit error rate minimization for UWB systems. EURASIP J. Wireless Commun. Networking, v.2009, Article ID 786291, 11 pages, 2009. DOI: http://doi.org/10.1155/2009/786291.

Foerster, J. R.; et al. Channel modelling sub-committee report final. Tech. Rep. IEEE P802.15-02/490r1 SG3a, Working Group for Wireless Personal Area Networks, Monterey, Calif, USA, Feb. 2003.

Feng, D.; Ghauri, S.; Zhu, Q. Application of the MUI model based on packets collision (PC) in UWB ad-hoc network. Proc. of Int. Conf. on Networking, Sensing and Control, 26-29 Mar. 2009, Okayama, Japan. IEEE, 2009. DOI: https://doi.org/10.1109/ICNSC.2009.4919337.

Durisi, G.; Benedetto, S. A. Performance evaluation of TH-PPM UWB systems in the presence of multiuser interference. IEEE Commun. Lett., vol. 7, No. 5, pp. 224-226, 2003. DOI: https://doi.org/10.1109/LCOMM.2003.812171.

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-08-25

Як цитувати

Бенотман, Н. Б., & Элахмар, С. (2017). Сжимающий канальный эквалайзер для сетей множественного доступа TH-UWB с многолучевым распространением при наличии многопользовательской интерференции. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 60(8), 438–450. https://doi.org/10.20535/S0021347017080027

Номер

Том 60 № 8 (2017)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2017 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.