- •Общие сведения. Модели сигналов црпу. Параметры црпу.
- •2.Статическая передаточная функция ацп и цап и погрешности по постоянному току.
- •3.Динамические параметры ацп
- •4.Шум квантования
- •6.Коэффициент шума црпу.
- •7.Дискретизация радиосигналов на основе теоремы Котельникова.
- •11.Формирование квадратурных составляющих радиосигнала.
- •12. Теорема Найквиста. Применение амплитудного корректора.
- •13. Теорема Найквиста о частичной симметрии.
- •14. Ошибки квантования в цф с фиксированной точкой.
- •15. Ошибки квантования в системе с плавающей точкой.
- •16. Шум округления в цф.
- •17. Шум округления в ких- фильтрах с фиксированной и плавающей точкой.
- •18. Шум округления в бих- фильтрах с фиксированной точкой.
- •19. Шум округления в бих- фильтрах с плавающей точкой.
- •20. Описание нелинейного радиотракта. Блокирование в одном или нескольких каскадах.
- •21.Точка ip2 для интермодуляций 2 порядка
- •22. Точка ip3 для интермодуляций 3 порядка
- •23,Точка 1 дБ компрессии
- •24.Точка iIp3 для многокаскадного тракта при сложении им по мощности
- •25.Точка iIp3 для многокаскадного тракта при сложении им по амплитуде
- •26.Расчет интермодуляционной избирательности
- •27.Интермодуляция в ацп
- •28.Преобразование радиосигналов в црпу. Линейная фильтрация радиосигналов
- •33,Некогерентный демодулятор
- •Структурная схема некогерентного демодулятора дискретного чм сигнала
- •34. Демодуляторы чМн радиосигналов.
- •Структурная схема некогерентного демодулятора дискретного чм сигнала
- •36. Квазикогерентный демодулятор фм-4 сигнала.
- •36. Некогерентная демодуляция офм сигналов.
- •43. Тактовая синхронизация при синхронной дискретизации.
- •44. Система тактовой синхронизации – алгоритм Гарднера. Алгоритм Гарднера
- •45. Система автоматической регулировки усиления
- •46. Принцип построения mimo
- •47.Пропускная способность mimo канала связи
- •48. Согласование канала и передаваемого сообщения
- •50.Пространственно-временное блочное кодирование и декодирование. Код Аламоути
- •51.Рассмотрим метод сингулярного разложения канальной матрицы.
- •53. Архитектура цифровых радиоприемных устройств: нулевая пч.
- •53. Архитектура цифровых радиоприемных устройств: низкая пч.
47.Пропускная способность mimo канала связи
, бит/(с×Гц) - пропускная способность гауссовского канала
, бит/с - пропускная способность гауссовского канала - частота передачи сообщений
, бит/(с×Гц) – пропускная способность независимых каналов - известна точно
- разложение по сингулярным числам
- унитарные матрицы размером соответственно
- свойство унитарных матриц
- диагональная матрица сингулярных чисел размером ,
- ранг матрицы , число ненулевых сингулярных чисел - для независимых и одинаково распределенных
Умножим обе части на матрицу :
- вектор некоррелированных случайных величин, статистически идентичных вектору - вектор гауссовских шумов, статистически идентичных вектору шумов
→ число независимых каналов передачи = рангу матрицы
, бит/(с×Гц) - пропускная способность для фиксированной матрицы
- отношение сигнал-шум
- полная мощность сигнала, излученного всеми передатчиками.
Пропускная способность MIMO канала связи
- ковариационная матрица сообщения
- след матрицы
, - мощность шума, - единичная матрица
Определение: - пропускная способность MIMO канала связи
- энтропия принимаемого сигнала
- условная энтропия
- плотность распределения вероятностей
- условная плотность
Пропускная способность MIMO канала равна:
Корреляционная матрица:
48. Согласование канала и передаваемого сообщения
- матрица собственных векторов
- диагональная матрица собственных значений.
Режим OLTD:
→
Режим CLTD:
- матрица собственных векторов
- диагональная матрица собственных значений.
Условие максимума пропускной способности !
- ? Метод «водозаполнения» (water filling)
, :
- собственные значения матрицы при , или матрицы при
- максимальная пропускная способность
Эквивалентное выражение:, .
49.Пространственное кодирование и декодирование методом BLASTДля реализации высокой пропускной способности MIMO-системы связи предложена (Fuschini, 1996) архитектура под названием BLAST (Bell Laboratory Layered Space Time Architecture). Исходная D-BLAST версия использует связь цикла потока данных, называемых уровнями, с передающими антеннами, формируя таким образом единый усредненный канал для всех уровней. Трудности реализации D-BLAST привели к появлению модификации, известной под названием V-BLAST, в которой каждый уровень связан с определенной передающей антенной.
Для выделения информационного сигнала на фоне других сигналов, являющихся для первого мешающими, используются следующие методы:
- обнуления (ZF – zero forcing);
- минимума среднего квадрата ошибки (MMSE – minimum mean-square error).
Метод BLAST позволяет увеличить пропускную способность, а также значительно упростить обработку принимаемых сигналов. В этом случае на каждом такте каждой антенной передается свой собственный информационный символ (). Таким образом, за 1 такт передается символов. На приемной стороне необходимо определить, какой из символов передан каждой из передающих антенн. Если каждая антенна может передавать различных символов, то число возможных комбинаций составляет , что существенно увеличивает время декодирования.
Например, при .
В зависимости от способа пространственного кодирования различают:
- D-BLAST, в котором используется блочное кодирование ;
- X-BLAST, в котором используется демультиплексирование потока входных данных на передающих антенн; пространственное кодирование осуществляется путем воздействия случайной канальной матрицей на излучаемый сигнал;
- V-BLAST (вертикальный), при котором осуществляется обработка принимаемого сигнала поочередно для каждой из передающих антенн с последующим вычитанием принятого сигнала. Принят определенный порядок демодуляции , в соответствии с которым производится демодуляция символов, передаваемых каждой из антенн. При этом последовательно вычисляются статистики , которые затем квантуются в КАМ-демодуляторе.
Рассмотрим случай одного пользователя, хотя метод BLAST может быть применен и для случая нескольких пользователей. Исходный поток данных мультиплексируется на потоков, называемых уровнями (layer), для каждой из передающих антенн.
Формально алгоритм BLAST записывается следующим образом. На первом шаге декодирования полагаем .
На каждом последующем -м шаге рассчитывается матрица «обнуления» в виде псевдоинверсии матрицы :
где обозначает комплексное сопряжение и транспонирование матрицы .
Выбор уровня для обнуления производится, начиная с уровня, имеющего наибольшее значение отношения сигнал-шум, что соответствует выбору одной из-й строк матрицы с минимальной нормой и определению соответствующей строки как вектора «обнуления» на данном шаге:
В соответствии с методом обнуления вектор весовых коэффициентов должен удовлетворять условию , что соответствует значению , где - -я строка матрицы .
Путем умножения на вектор принятого сигнала происходит подавление всех уровней, кроме одного, передаваемого антенной . В результате получаем статистику для принятия решения:
Полученный -й уровень может быть обнаружен на множестве сигнального созвездия :
Аналогично первому уровню обнаруженного уровня можно улучшить процесс обнаружения на последующих уровнях. Вычитая часть обнаруженного сигнала из вектора принятых сигналов, уменьшаем на 1 число уровней, которые необходимо обнулить на последующих шагах. Принимаемый сигнал преобразуется следующим образом:
Внутри канальной матрицы -й столбец в дальнейшем не нужен и удаляется:
Таким образом, матрица получена обнулением столбцов матрицы .
Далее процесс обнаружения повторяется для , пока не обнаружатся все уровни, т.е. .
Теоретически на каждом шаге обнаружения число обнаруживаемых сигналов уменьшается, в то время как число приемных антенн остается прежним. Однако степень разнесения результирующей системы должен увеличиваться от уровня к уровню.