後続のチャネル推定アルゴリズムに必要なタップ数を推定する方法は?


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最近、MMSEチャネルイコライザーを実装しました。他にも多くのタイプのチャネル推定/補償アルゴリズムについて読んでいます。ただし、推定しようとしているチャネルのモデルのタップ数を推定する方法については、決して触れられていないことが1つあります。これはどのように達成されますか?

たとえば、私が持っているMMSE実装では、トレーニングシーケンスがわかっているため、トレーニングシーケンスを使用してエラーを最小限に抑えています。ただし、チャネルインパルス応答がトレーニングシーケンスよりも長い場合はどうなりますか?私はその効果を見ることはないので、トレーニングシーケンスへの影響は見られません。次に、チャネル推定に必要なタップ数をどのように推定しますか?

ありがとう!

回答:


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あなたが探しているのは、チャネルの遅延スプレッドを推定する方法です。遅延スプレッドは、チャネルのインパルス応答の有効期間の測定値です(多くの場合、multipathによって引き起こされます。これは、イコライジングフィルターの長さを決定するのに役立ちます)。

これを行う方法は、システムの特性によって異なります。いくつかの潜在的なアプローチは次のとおりです。

  • 通信システムにトレーニング期間を設けることができる場合は、チャネルサウンディングを使用できます。チャンネルの応答を推定する手法。これにはいくつかの方法があります。チャネルを介して短いインパルスのような波形を送信し、インパルス応答を直接測定できます。または、既知のスペクトルプロパティ(疑似ランダムホワイトノイズなど)のある波形を送信して周波数を測定できます。受信機での応答。次に、周波数応答を逆変換して、チャネルのインパルス応答の推定値を取得できます。次に、結果を調べて応答の有効長を推定します。遅延スプレッドを推定するこれらの方法は、アダプティブイコライザーを使用する目的に多少反しますが、システムの動作中にチャネルの遅​​延スプレッドがあまり変化しないと予想される場合は、機能します。

  • 直接シーケンススペクトラム拡散信号やサイクリックプレフィックス付きのOFDM波形など、波形に優れた自己相関プロパティがある場合は、相関器ベースのアプローチを使用できます。これらのような信号の同期プロセス中に、相関器(たとえば、整合フィルター)を使用して、相関器の出力のピークを検索することにより、正確なシンボルタイミングを取得します。チャネルにマルチパスが存在する場合、相関器の出力には、信号がチャネルを通過するさまざまなパスに対応する複数のピークが含まれます。最初のピークと最後のピークの間の時間を測定することにより、遅延スプレッドを推定できます。

一般的なイコライザーの場合と同様に、遅延スプレッドの推定方法に関する文献は多数あります。その検索を、実装しようとしているシステムのタイプと組み合わせると、アプリケーションで機能する結果が見つかる可能性が高くなります。


おかげでジェイソン、うーん、私はアプリの最初のポイントの贅沢はありませんが、直接シーケンススペクトラム拡散システムを使用しています。トレーニングシーケンスがあるMMSEの場合、チャネルのタップ数がわかっていても、遅延スプレッドがトレーニングシーケンスの長さよりも長い場合、MMSEイコライザーは決してイコライズしません。 。(LSEメトリックには修正対象がありません)。データレートを犠牲にしてトレーニングシーケンスの長さを増やす唯一の解決策はここにありますか?おそらくそれは常にいくつかの最大数に設定する必要がありますか?
スペイシー、2011

早く返事をくれなかったのは残念。チャネルのインパルス応答がイコライザーよりも長い場合、はい、パフォーマンスが低下します。定性的に考えると、チャネルの応答の長さが1000シンボルである場合、観測された各シンボルはその前の999の関数です。これがどの程度うまく機能するかは、応答の正確な形状に依存します。
Jason R

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トレーニングシーケンスを非常に長くするには、いくつかの妥当な代替策があります。ブラインドイコライゼーションテクニックと決定指向イコライザー構造です。ブラインドイコライゼーションの1つの例は、定数エンベロープアルゴリズム(つまり、位相変調または周波数変調)に役立つ定数モジュラスアルゴリズムです。
Jason R

決定指向イコライザーは、レシーバーが行うすべてのシンボル決定が正しいと単純に想定し、結果を適応プロセスにフィードバックします。これは、すべての受信シンボルをトレーニングシーケンスの一部として効果的に扱いますが、適切なシンボルエラーレートを取得するのに十分なSNRがある場合にのみ機能します。そうしないと、適応フィルターに大量の悪い情報が供給されます。これは、ハイブリッドアプローチでもよく使用されます。最初の取得にトレーニングシーケンスが使用され、時変チャネルプロパティを追跡するために決定指向操作が使用されます。
Jason R

私はCMAアルゴリズムに目を通しました...信号の「係数」とは正確には何ですか-これは正しいエンベロープであると思われますか?また、アンテナを1つしか扱っていない場合、乗算される重みはいくつですか?各回帰ベクトルのソフトビットサンプル?ありがとう。
Spacey、2011年

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インパルス応答の長さは、通常、チャネル伝達関数の周波数分解能に関連しています。経験則として、周波数応答が詳細であるほど、インパルス応答は長くなります。

実際には、いくつかのことを実行できます。同様のものに完全にアクセスできる場合は、非常に長いインパルス応答測定で簡単に測定できます。インパルス応答を切り捨てて、伝達関数がどうなるかを確認できます。切り捨てによってエラーが発生します。この方法で、インパルス応答の長さを、エラーがまだ許容できるポイントにダイヤルインできます。

チャネルに関する物理的な知識を使用することもできます。たとえば、オーディオアンプにはいくつかの電子コンポーネントしかありません。これらはすべて、位相の歪みがほとんどないフラットな伝達関数を作成するように特別に設計されています。一握りのサンプルで十分です。一方、部屋のスピーカーを見てください。サウンドは、最終的に消滅するまで、複数の反射で跳ね返ります。この場合、何千ものサンプルが必要になります(まったく実用的ではありません)。

多くのシステムにはバンドパスまたはハイパス特性があります。空気はDCサウンドを伝送できないため、すべての音響システムはハイパスです。情報はバンドの端から離れている必要があるため、ほとんどの通信システムはバンドパスです。これらの場合、インパルス応答の長さは、ハイパスのロールオフ、つまりハイパスの周波数と勾配によって決まることがよくあります。


Hilmarに感謝します。正直に言うと、私のチャンネルは私のビット長に比べて非常に長くなる可能性があります。たとえば、1000番目のビットに影響を与えるマルチパスコンポーネントが一般的です。ここでの唯一の解決策は、私のチャンネルが常にこの順序であると仮定し、多かれ少なかれその長さのトレーニングシーケンスを持ち、MMSEをそのように実装することであるかどうかを理解しようとしています。それとも、私ができる別のタイプのイコライゼーションがあるのでしょうか?
Spacey
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