מבוא ל- Multi-User Detection in CDMA Systems

פוליסת Code Division Multiple Access (CDMA) היא טכניקה רחבה של ספקטרום המאפשרת למשתמשים מרובים לשדר בו זמנית על אותה קבוצת תדר על ידי הקצאת כל משתמש קוד הפצה ייחודי, בעוד גישה זו מספקת התנגדות להפרעות ותומכת ביעילות ספקטרלית גבוהה, היא גם מציגה אתגר בסיסי של מספר גורמים גישה אלחוטית (MAUD) כמספר המשתמשים הפעילים עולה, ההתערבות המצטברת של משתמשים אחרים מרמות את אותות הסימון של יכולת זיהוי של שימושים של 3 (R) להתאמה אישית של שימושים (MAUD) ל-I) ל-I) ו-R) היא גם ל-R) של שימושים מתקדמים (מחדשה-R) עם יכולת עיבוד משותף של אלגוריתמים של שימושים מתקדמים (MAUD) עם יכולת עיבוד של שימושים מתקדמים (MAUD) עם יכולת עיבוד של שימושים מתקדמים (MAUD) עם יכולת עיבוד של שימושים של שימושים (MAUD) של שימושים מתקדמים ב-מחדשהשימושים מתקדמים ב-מחדשהשימושים מתקדמים ב-מחדשהכול אלגוריתמים של מספר רב (MAUD) ב-מ-R) עם מספר רב של שימושים מתקדמים ב-R) כמספר של מספר רב של שימושים מתקדמים (MAUD)

התפקיד של הפצת קודים והתערבות ב- CDMA

במערכת CDMA, כל פיסות הנתונים של המשתמש מוכפלות על ידי קוד הפצה גבוה (למשל, ממשפחה של רצפים אוטוקונים או פסאודו-random) הגורם המתפשט (נקרא גם רווח) הוא היחס של שבב לקצב של ירידה באופן פעיל של מערכת הפצת נתונים (MAD) משפר את עמידותו להפרעות, אך מפחית את שיעור הנתונים הכולל למשתמש ללא מ"מ, מ"מ-"ק"ד) ל- 128/MACredit"ד (מספק אבטחה סטנדרטי) כ-DIVE) ל-DIVEDIVEDIVEDIVEDIVEDIVE DUDC) באופן דרמטי, לעומת ירידה של ירידה של אבטחה של ירידה של ירידה של ירידה של 0-DIVE DUDF) כ-DIVE DUDA) ל-DIVE DUDA) ל-DOPDIVE DUDA) ל-DIVE DPTIVE DUDF) עם טיפול תרופתית של מערכת הפעלה של אבטחה של אבטחה של טיפול תרופתית של פחות מתואם להפרעות קיבולת אבטחה של פחות יעילה יותר, לעומת ירידה משמעותית, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת ירידה גדולה יותר, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת ירידה משמעותית, לעומת ירידה משמעותית של ירידה משמעותית

סוגים של רב-משתמשים Detectors והשפעותיהם על יכולת

עקבו אחרי פילטר Detector

המסנן התואם (נקרא גם גלאי רגיל) הוא ה- MUD הפשוט ביותר: הוא מתואם את האות המתקבל עם הקוד המתפשט של כל משתמש באופן עצמאי.יש לו מורכבות חישובית נמוכה (O(K) ל bit, שבו K הוא מספר המשתמשים) אך סובל מהבעיה הקרובה-far - משתמשים חזקים מעלים את הגלאיים החלשים - ולהשיג יכולת שהיא הפרעה מוגבלת מאוד.

לשחרר את Detector

תפאורה מכפילה את הפלטים הפילטרים התואמים על ידי ההפרעה של מריצה חוצה-קורליזציה של קודים מתפשטים, הסרת MAI לחלוטין על חשבון שיפור רעש.זהו גלאי ליניארי שתופס את אותו גיוון סדר כמו מסנן מותאם אך מבטל את היכולת שלו הוא כמעט תוספת במובן זה שהוא יכול לתמוך עד K=Nread factor) ללא הפרעה, הקודים הניתנים באופן ליניארי, אך אינו דורש שיפור יעיל של הגדרות כוח.

טעות מרובע מינימלית (MMSE) Detector

הגלאי MMSE מאזן את ההתערבות ואת שיפור הרעש על ידי צמצום השגיאה הריבועית הממוצעת בין אות המועבר לבין הפלט הגלאי הרכותי.זה לא דורש ידע של כוחות המשתמשים או השחלות, אם כי הביצועים אופטימליים לעתים קרובות מניח ידע של יישום רעש MMSE בדרך כלל משיג יכולת גבוהה יותר מאשר את ה-RMSL, במיוחד ב- SINR נמוך, כי זה לא מגביר את הרעש כאפקטיבי עבור משוואה רגילה עבור NSECSE רגיל הוא לעתים קרובות MM ל-C.

ביטול ההתערבות (SIC)

Shog היא גלאי לא לינארי שמעבד את המשתמשים אחד על ידי אחד: לאחר גילוי האות החזק ביותר של המשתמש (באמצעות מסנן מותאם או MMSE), הוא מקודש מחדש את ה bits המזוהה, משחזר את ההתערבות, ומפחית אותו מהאות המתקבל לפני זיהוי של מערכות DMCD החזקות ביותר (אך המשתמש יכול להשיג את היכולות המיידיות של מספר אחת (אך הן פחות מאפקטיביות) לאחר מכן, אך ורק לאחר מכן, ככל שהמשתמשים האחרים יכולים להשיג את היכולת ה-D-המשתמשים של מספר אחת מהמספרים הבאים (אך נמוכה יותר מ-D) באופן קבוע (אך ורק לאחר מכן, ככל שברשותם של מספר אחת מהאפקטים).

ביטול ההשוואה (PIC)

תהליכים PIC כל המשתמשים בו זמנית: הערכות ראשוניות מתקבלות מסננים תואמים, ואז הפרעה משוחזרת מכל המשתמשים וממושכת במקביל, הפקת הערכות משופרות.זה יכול להתבצע בשלבים מרובים (שלבים ראשיים PIC) PIC מקבל יכולת גבוהה אם ההערכות הראשוניות אמינות; אחרת, מניעת שגיאות יכולה להיות חמורה.

אופטימוס מקסימלית (ML) Detector

ה-ML או ההסתברות המקסימלית רצף estimator (MLSE) רואה במשותף את כל הרצף האפשרי המועבר ולבחור את הסיכוי הגבוה ביותר שניתן לו לקבל את האות.זה משיג את ההסתברות המינימלית של שגיאה ואת היכולת המקסימלית - הפחתת שאנון של ערוץ מרובים גישה.עם זאת, המורכבות החישובית שלו גדלה באופן אקספוננציאלי עם מספר המשתמשים (O(2K) עבור PSK), מה שהופך אותה לבלתי אפשרית עבור משתמשים אחרים.

ניתוח של Multi-User Detectors

שטח של ערוץ מרובות-גישה

אזור היכולת הבסיסית של ערוץ גישה מרובות של Gaussian (MAC) מוגדר על ידי סט של כל צמיגים קצב ניתן להשיג (R1, R2, ..., R K) כך שעבור כל subset S של משתמשים, שיעור הסכום הוא ⁇ 2 (1 + של סמכויות שהתקבלו ב S) / (לאו + הפרעה מחוץ ל-S) זה אזור גדול יותר מאשר נקודות קצה זה יכול להשיג מורכבות שונה בתוך אזור זה.

קואר Detectors: Asymptotic Capacity

עבור גלאי ליניארי (מסנן תואם, מעצב, MMSE), SINRable עבור המשתמש k יכול להיות מובא כמו SINR k = (p k * h k2) / (N0 + ⁇ {j ⁇ kj j ⁇ k, cj ⁇ ) עבור מסנן גבוה, בעוד MML ו-SE לשנות את המשוואה / ספקטרום אופטימלית) עבור 0.

לא לינארי Detectors: Near-Capacity Performance

גם SIC וגם PIC יכולים לגשת לאזור הקיבולת של MAC אם הביטול הוא מושלם.באופן ספציפי, מקלט SIC שמפענח את המשתמשים על מנת להפחית את הכוח המתקבל משיג את יכולת הסכומים של ה-MAC. זה משום שהשטח של קיבולת עבור גבול סימטרי עם כוחות שווים (CDC) עם קידוד מוצלח (MMSE) בפועל, עם ביטול מושלם, יעילות של SINRD, עם פילטרים, אפילו הסתברות כפולה של 40) עם תמיכה ב-C.

גורמים המשפיעים על יכולת MUD

אפקט רחוק ושליטה בכוח

הבעיה הקרובה-far - שבו משתמש קרוב לתחנת הבסיס נראה הרבה יותר חזק מאשר משתמש רחוק - כל הזמן מתואמים מסנן ואפילו ביצועים MMSE. בקרת כוח מועסק בדרך כלל כדי להשוות כוחות שהתקבלו, אשר משפר את היכולת עבור ליניארי MUD. עם זאת, SIC ו- PIC יכול למעשה ליהנות מחוסר איזון כוח כי המשתמש החזק ביותר יכול להיות בוטל ראשון, מפשט של זיהוי משתמשים חלשים יותר.

להפיץ את ה- Code Orthogonality

גורמים גדולים יותר להפיץ לשפר את רווח העיבוד, אך להפחית את שיעור הנתונים הגולמיים למשתמש.המסחר בין יכולת MUD לבין שיעור למשתמש הוא מרכזי בתכנון מערכת CDMA. בדללינק, קודים אוטוקונים (למשל, Walsh-Hadamarddd) משמשים לעתים קרובות כדי לחסל את MAI בתנאים סינכרוניים אידיאליים, אבל הריסות מרובות אוטוקונים, פגמים חיוניים עבור קודים שאינם חיוניים.

תיקון תיקון

מערכות CDMA מודרניות להשתמש קודים טורבו, קודים LDPC, או קודים convolutional כדי לגשת ליכולת ערוץ. MUD וקידוד יכול להיות משולב זהה באופן רציונטיבי (turbo MUD), שבו מידע רך מן הדלפק הוא ניזון בחזרה כדי לשפר את ביטול ההתערבות.זה גילוי משותף זה יכול להשיג ביצועים בתוך שבריר של צמצם של גבול שאנון, ביעילות מכפילה או יכולת נסיעה יחסית לגילוי שלילי עכשיו עם מורכבות דיגיטלית.

אנטנה גיוון ו- MIMO

אנאנטנות מרובות בתחנת הבסיס (ואופציונלית במכשירים ניידים) מספקות דרגות מרחביות של חופש שניתן לנצל על ידי MUD. עיבוד חללי יחד עם MUD יכול להגדיל באופן דרמטי את היכולת באמצעות ריבוי ודיכוי הפרעות מרחביים.לדוגמה, באמצעות מקלט ליניארי MMSE עם אנאנטנות מרובות, קיבולת Asymptotic עם מספר האנטנה, אפילו הפרעה בתרחישים מוגבלים למעשה, עם Mac-MO-up יעילה כדי להפוך את הקיבולת מכנית יעילה מאוד (MA-F) תמיכה מכנית יעילה מאוד, עם מספר גדול יותר מ-PC-PCD אנטנות, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, יכולות מכניקה יעילה מאוד, עם מספר אנטנות מ-MA-MA-מסוג יעיל מאוד, עם מספר אנטנות אנטנות (MA-מסוג) עם מספר אנטנות יכולות אנטנות יעילה) באופן ליניארית יעילה מאוד, עם מספר אנטנות יכולות אנטנות יכולות אנטנות אנטנות יכולות אנטנות ממותרפיות עם מספר אנטנות יעילות מאוד, עם מספר אנטנות יעילות מאוד, עם מספר אנטנות אנטנות אנטנות אנטנות (MA-מפוספסיביות) באופן ליניארית) באופן ליניארית יעילה מאוד,

שיקולים מעשיים

בעוד אלגוריתמים מתקדמים מבטיחים יכולת גבוהה, הם גם כופים דרישות חישוביות ושקיפות. יישום זמן אמת עבור מאות משתמשים דורש חומרה יעילה (FPGA, ASIC) ואופטימיזציה אלגוריתמית כגון טכניקות מופחתות, מטריקס מטריקס רציונאלי אסט, או הודעה משוערת העוברת (AMP) אלגוריתמי גישה מסחריים רבים 3G בסיס להשתמש בשילוב של MMSE ו-SICs עבור למעלה, מתן איזון טוב בין מספר פונקציות אבטחה (MAD) או שימוש בתדירות גבוהה של גישה מוגבלת (MAD) אך שימוש בתדירות גבוהה יותר של גישה דיגיטלית (MAD) אך שימוש בגרסאות גישה מבוססת CDD) כולל מספר רב (MAD) כולל גישה דיגיטלית של תכונות גישה דיגיטלית (MAD) או שימוש בגרסאות גישה (MAD).

קישורים חיצוניים וקריאה נוספת

  • (ב) [ה][דרוש מקור]] [ה]] [ה]] [ה[[המאה ה-20]], [ה[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]] ו[[1924]]
  • (ב) תלמוד ב': "המילה פירושה גילוי שגיאות מרובעות של משתמשים" על ידי U. Madhow ו- M. L. Honig (1994).ModernFLT:1 A Baseal article on MMSE MUD. (ראה:2https:2https: 02.org/10.09/26.319FLT 3: 3)
  • (ב) [15] ויקרא: "המספרים של קוד-דיוויז'ן" (ב"ד) ,"ה' (ב"ה)" (ראו:2,2 ,2 ).
  • (ב) [ה][דרוש מקור]] ב[[1948]], [[1948]], [[1948]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

מסקנה

Multi-user Detection היא טכנולוגיה של אבן הפינה להשגת יעילות ספקטרלית גבוהה במערכות CDMA גישה.היכולת של רשת CDMA אינה קבועה; זה תלוי באופן ביקורתי בבחירת אלגוריתם MUD, סביבת ההתערבות, ויתרונות המערכת כגון גורם הפצה, שליטה כוח, וקידוד.לעמוד מחדש על יכולות חישוב אלחוטיות מתקדמות הן פשוט אך מוגבלות; מעצבי ו-MMSE מציעים שיפורים משמעותיים, עם גישה מעשית של מנועי תקשורת מתקדמים.