Turbo ekvalayzer - Turbo equalizer

Yilda raqamli aloqa, a turbo ekvalayzer ning bir turi qabul qiluvchi a tomonidan buzilgan xabarni qabul qilish uchun ishlatiladi aloqa kanali bilan ramzlararo shovqin (ISI). Bu $ a $ ko'rsatkichiga yaqinlashadi maksimal posteriori (MAP) qabul qiluvchi iterativ orqali xabar o'tmoqda o'rtasida a yumshoq-yumshoq (SISO) ekvalayzer va SISO dekoderi.^[1] Bu bilan bog'liq turbo kodlari agar kanal keraksiz deb hisoblansa, turbo ekvalayzerni iterativ dekoderning turi deb hisoblash mumkin. konvolyutsion kod. Turbo ekvalayzer klassik turboga o'xshash koddan farq qiladi, ammo "kanal kodi" ortiqcha ishlamaydi va shuning uchun faqat guss bo'lmagan shovqinlarni olib tashlash uchun ishlatilishi mumkin.

Tarix

Turbo kodlari tomonidan ixtiro qilingan Klod Berro 1990-1991 yillarda. 1993 yilda, turbo kodlari qog'oz mualliflari ro'yxati orqali ommaviy ravishda tanishtirildi Berro, Glavie va Thitimajshima.^[2] 1995 yilda ekvalayzerga turbo printsipining yangi kengaytmasi qo'llanildi Douillard, Jézéquel va Berro.^[3] Xususan, ular ISI qabul qiluvchisi muammosini turbo kodini dekodlash muammosi sifatida shakllantirishdi, bu erda kanal 1 konvolyutsion kod sifatida qabul qilinadi va xatolarni tuzatish kodlash ikkinchi kod hisoblanadi. 1997 yilda, Glavie, Laot va Labat chiziqli ekvalayzer turbo ekvalayzer tizimida ishlatilishini namoyish etdi.^[4] Ushbu kashfiyot turbo tenglashtirishni hisoblash uchun juda samarali bo'lib, keng ko'lamdagi dasturlarda qo'llanilishi mumkin edi.^[5]

Umumiy nuqtai

Standart aloqa tizimiga umumiy nuqtai

Turbo ekvalayzerlarni muhokama qilishdan oldin, aloqa tizimi sharoitida asosiy qabul qiluvchini tushunish kerak. Bu ushbu bo'limning mavzusi.

Da uzatuvchi, ma `lumot bitlar bor kodlangan. Kodlash ma'lumot bitlarini xaritalash orqali ortiqcha miqdorni qo'shadi ${ displaystyle a}$ uzunroq vektorga - kod bitli vektorga ${ displaystyle b}$ . Kodlangan bitlar ${ displaystyle b}$ keyin intervalgacha. Interleaving kod bitlarining tartibini o'zgartiradi ${ displaystyle b}$ natijada bitlar paydo bo'ladi ${ displaystyle c}$ . Buning asosiy sababi axborot shovqinlarini shovqindan himoya qilishdir. Keyinchalik, belgi xaritasi bitlarni xaritada aks ettiradi ${ displaystyle c}$ ichiga murakkab belgilar ${ displaystyle x}$ . Keyin ushbu raqamli belgilar a bilan analog belgilarga aylantiriladi D / A konvertori. Odatda signal keyin bo'ladi yuqoriga o'zgartirilgan tarmoqli chastotalarini a bilan aralashtirish orqali o'tkazish tashuvchi signal. Bu murakkab belgilar uchun zarur qadamdir. Keyin signal uzatilishi uchun tayyor kanal.

Da qabul qiluvchi, transmitter tomonidan bajarilgan operatsiyalar tiklanishi uchun teskari yo'naltiriladi ${ displaystyle { hat {a}}}$ , ma'lumot bitlarining bahosi. The pastga konvertor signalni taglik tasmasiga qaytarib aralashtiradi. The A / D konvertori keyin analog signalni namunali qilib raqamli qiladi. Mazkur holatda, ${ displaystyle y}$ tiklandi. Signal ${ displaystyle y}$ nima bo'lsa qabul qilinadi ${ displaystyle x}$ raqamli orqali uzatildi tayanch tasma kanal plyusining ekvivalenti shovqin. Signal keyin tenglashtirildi. Ekvalayzer ochishga harakat qiladi ISI uzatilgan belgilarni tiklash uchun qabul qilingan signalda. Keyin u bitlarni chiqaradi ${ displaystyle { hat {c}}}$ ushbu belgilar bilan bog'liq. Vektor ${ displaystyle { hat {c}}}$ bitlar bo'yicha yumshoq qarorlarni yoki yumshoq qarorlarni ifodalashi mumkin. Agar ekvalayzer yumshoq qaror qabul qilsa, u bitning 0 yoki 1 bo'lish ehtimoli bilan bog'liq ma'lumotlarni chiqaradi. Agar ekvalayzer bitlar bo'yicha qattiq qarorlar qabul qilsa, u yumshoq bit qarorlarini miqdoriy ravishda aniqlaydi va 0 yoki 1 ni chiqaradi. Keyingi , signal deinterleaved bo'lib, bu amalga oshirilgan interleaverni o'zgartiradigan oddiy almashtirish o'zgarishi. Nihoyat, bitlar dekoder tomonidan dekodlanadi. Dekoder taxmin qilmoqda ${ displaystyle { hat {a}}}$ dan ${ displaystyle { hat {b}}}$ .

Aloqa tizimining diagrammasi quyida ko'rsatilgan. Ushbu diagrammada kanal ekvivalent tayanch tarmoq kanalidir, ya'ni u D / A, yuqoriga o'tkazgich, kanal, pastga konvertor va A / D ni qamrab oladi.

Turbo ekvalayzeriga umumiy nuqtai

Turbo ekvalayzer ishlatadigan aloqa tizimining blok diagrammasi quyida keltirilgan. Turbo ekvalayzer ekvalayzer, dekoder va ular orasidagi bloklarni o'z ichiga oladi.

Turbo ekvalayzer va standart ekvalayzer o'rtasidagi farq dekoderdan ekvalayzergacha bo'lgan teskari aloqa davri. Kodning tuzilishi tufayli dekoder nafaqat ma'lumot bitlarini taxmin qiladi ${ displaystyle a}$ , shuningdek, kodlangan bitlar haqida yangi ma'lumotlarni topadi ${ displaystyle b}$ . Shuning uchun dekoder tashqi ma'lumotni chiqarishga qodir, ${ displaystyle { tilde {b}}}$ ma'lum bir kod bit oqimining uzatilishi ehtimoli haqida. Tashqi ma'lumot - bu blokga axborot kiritishidan kelib chiqmaydigan yangi ma'lumotlar. Ushbu tashqi ma'lumot uzatilgan belgilar to'g'risidagi ma'lumotlarga qayta joylashtiriladi ${ displaystyle x}$ ekvalayzerda foydalanish uchun. Ushbu tashqi belgining ehtimolligi, ${ displaystyle { tilde {x}}}$ , kabi ekvalayzerga beriladi apriori ramziy ehtimolliklar. Ekvalayzer bundan foydalanadi apriori ma'lumot, shuningdek kirish signali ${ displaystyle y}$ uzatilgan belgilar haqida tashqi ehtimollik ma'lumotlarini baholash. The apriori ekvalayzerga uzatiladigan ma'lumotlar 0 ga boshlang'ich qiymati, ya'ni dastlabki taxmin degan ma'noni anglatadi ${ displaystyle { hat {a}}}$ turbo ekvalayzer tomonidan ishlab chiqarilgan standart qabul qiluvchining bahosiga o'xshashdir. Ma'lumot ${ displaystyle { hat {x}}}$ keyin yana ma'lumotlarga qo'shilib xaritalanadi ${ displaystyle b}$ dekoder tomonidan foydalanish uchun. Turbo ekvalayzer bu takrorlanish jarayonini to'xtash mezoniga erishguncha takrorlaydi.

Amaliy tizimlarda turbo tenglashtirish

Amaliy turbo tenglashtirishni amalga oshirishda qo'shimcha masalani ko'rib chiqish kerak. The kanal holati haqida ma'lumot (CSI) ekvalayzer ishlaydigan kanalni baholash texnikasidan kelib chiqadi va shuning uchun ishonchsizdir. Birinchidan, CSI-ning ishonchliligini oshirish uchun kanallarni baholash blokini turbo tenglashtirish tsikliga qo'shish va har bir turbo tenglashtirish iteratsiyasi ichida yumshoq yoki qattiq qarorga asoslangan kanallarni baholashni tahlil qilish kerak.^[6]^[7] Ikkinchidan, CSI noaniqligining turbo ekvalayzer dizayniga qo'shilishi amaliy stsenariylarda ishlash ko'rsatkichlari sezilarli darajada barqarorlashishiga olib keladi.^[8]^[9]

Adabiyotlar

^ Koetter, R .; Xonanda, A.C .; Tuchler, M. (2004). "Turbo tenglashtirish". IEEE Signal Processing jurnali. 21 (1): 67–80. Bibcode:2004 ISPM ... 21 ... 67K. doi:10.1109 / MSP.2004.1267050.
^ Berro, Klod; Glavye, Alen; Titimajshima, Punya (1993). "Shannon yaqinida xatolarni tuzatuvchi kodlash va dekodlashni cheklash: Turbo-kodlar. 1". Shannon yaqinidagi cheklov xatosi - tuzatish. 2. p. 1064. doi:10.1109 / ICC.1993.397441. ISBN 0-7803-0950-2.
^ Douillard, Ketrin; Jézéquel, Mishel; Berrou, Klod (1995). "Interversiya-interferentsiyani takroriy tuzatish: turbo-tenglashtirish" (PDF). Telekommunikatsiyalar bo'yicha Evropa operatsiyalari. 6 (5): 507. doi:10.1002 / ett.4460060506.
^ Glavye, A .; Laot, C. & Labat, J. (1997). "Chastotani tanlab kanal orqali turbo tenglashtirish". Proc. Int. Simp. Turbo kodlari, Brest, Frantsiya. 96-102 betlar. CiteSeerX 10.1.1.143.6389.
^ Tuxler M.; Koetter, R. & Singer, AC (2002). "Turbo tenglashtirish: tamoyillar va yangi natijalar". Aloqa bo'yicha IEEE operatsiyalari. 50 (5): 754–767. CiteSeerX 10.1.1.16.8619. doi:10.1109 / tcomm.2002.1006557.
^ Nefedov, N .; Pukkila, M .; Visoz, R .; Berthet, A.O. (2003). "Iterativ ma'lumotlarni aniqlash va rivojlangan TDMA tizimlari uchun kanallarni baholash". Aloqa bo'yicha IEEE operatsiyalari. 51 (2): 141. doi:10.1109 / TCOMM.2003.809218.
^ Park, S.Y .; Kang, KG (2004). "OFDM asosidagi fazoviy multiplekslash tizimlarida shovqinlarni bostirish uchun murakkablikni kamaytiradigan takrorlanadigan xarita xaritasi". IEEE transport texnologiyalari bo'yicha operatsiyalar. 53 (5): 1316. doi:10.1109 / TVT.2004.832383.
^ Nisar, Muhammad Danish; Utschick, Volfgang (2011). "Minimax Priori-ning ishonchli kanallarini tenglashtirish to'g'risida ma'lumot". Signalni qayta ishlash bo'yicha IEEE operatsiyalari. 59 (4): 1734. Bibcode:2011ITSP ... 59.1734N. doi:10.1109 / TSP.2010.2101068.
^ Kalantarova, Nargiz; Kozat, Sulaymon S .; Erdog'an, Alper T. (2011). "Kanal noaniqliklari ostida mustahkam turbo tenglashtirish". 2011 yil IEEE radiosi va simsiz simpoziumi. p. 359. doi:10.1109 / RWS.2011.5725469. ISBN 978-1-4244-7687-9.

Tashqi havolalar

Turbo tenglashtirish turbo tenglashtirish bo'yicha Signal Processing jurnalining primeri. Umuman olganda, signallarni qayta ishlash jamoalari uchun yozilganligi sababli, u nisbatan qulaydir.
Turbo tenglashtirish: tamoyillar va yangi natijalar IEEE Transaction on Communications jurnalining maqolasi, unda turbo tenglashtirishni batafsil, aniq tushuntirib beradi.

Shuningdek qarang

Ekvalayzer (aloqa)

[1] Koetter, R .; Xonanda, A.C .; Tuchler, M. (2004). "Turbo tenglashtirish". IEEE Signal Processing jurnali. 21 (1): 67–80. Bibcode:2004 ISPM ... 21 ... 67K. doi:10.1109 / MSP.2004.1267050.

[2] Berro, Klod; Glavye, Alen; Titimajshima, Punya (1993). "Shannon yaqinida xatolarni tuzatuvchi kodlash va dekodlashni cheklash: Turbo-kodlar. 1". Shannon yaqinidagi cheklov xatosi - tuzatish. 2. p. 1064. doi:10.1109 / ICC.1993.397441. ISBN 0-7803-0950-2.

[3] Douillard, Ketrin; Jézéquel, Mishel; Berrou, Klod (1995). "Interversiya-interferentsiyani takroriy tuzatish: turbo-tenglashtirish" (PDF). Telekommunikatsiyalar bo'yicha Evropa operatsiyalari. 6 (5): 507. doi:10.1002 / ett.4460060506.

[4] Glavye, A .; Laot, C. & Labat, J. (1997). "Chastotani tanlab kanal orqali turbo tenglashtirish". Proc. Int. Simp. Turbo kodlari, Brest, Frantsiya. 96-102 betlar. CiteSeerX 10.1.1.143.6389.

[5] Tuxler M.; Koetter, R. & Singer, AC (2002). "Turbo tenglashtirish: tamoyillar va yangi natijalar". Aloqa bo'yicha IEEE operatsiyalari. 50 (5): 754–767. CiteSeerX 10.1.1.16.8619. doi:10.1109 / tcomm.2002.1006557.

[6] Nefedov, N .; Pukkila, M .; Visoz, R .; Berthet, A.O. (2003). "Iterativ ma'lumotlarni aniqlash va rivojlangan TDMA tizimlari uchun kanallarni baholash". Aloqa bo'yicha IEEE operatsiyalari. 51 (2): 141. doi:10.1109 / TCOMM.2003.809218.

[7] Park, S.Y .; Kang, KG (2004). "OFDM asosidagi fazoviy multiplekslash tizimlarida shovqinlarni bostirish uchun murakkablikni kamaytiradigan takrorlanadigan xarita xaritasi". IEEE transport texnologiyalari bo'yicha operatsiyalar. 53 (5): 1316. doi:10.1109 / TVT.2004.832383.

[8] Nisar, Muhammad Danish; Utschick, Volfgang (2011). "Minimax Priori-ning ishonchli kanallarini tenglashtirish to'g'risida ma'lumot". Signalni qayta ishlash bo'yicha IEEE operatsiyalari. 59 (4): 1734. Bibcode:2011ITSP ... 59.1734N. doi:10.1109 / TSP.2010.2101068.

[9] Kalantarova, Nargiz; Kozat, Sulaymon S .; Erdog'an, Alper T. (2011). "Kanal noaniqliklari ostida mustahkam turbo tenglashtirish". 2011 yil IEEE radiosi va simsiz simpoziumi. p. 359. doi:10.1109 / RWS.2011.5725469. ISBN 978-1-4244-7687-9.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]