Ước lượng kênh và huấn luyện tối ưu với tiêu chí LMMSE cho mạng tiếp nhận hai chiều dựa trên OFDM

Minh Tam Tran1, Jin Soo Wang1, Iickho Song2, Yun Hee Kim1
1Department of Electronics and Radio Engineering, Kyung Hee University, Yongin, Gyeonggi-do, 446-701, Korea
2Department of Electrical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Daejeon, 305-701, Korea

Tóm tắt

Tóm tắt Trong bài báo này, chúng tôi xem xét việc ước lượng kênh tối thiểu sai số bình phương (LMMSE) cho mạng tiếp nhận hai chiều sử dụng mã hóa mạng tương tự và phân chia tần số trực giao (OFDM). Các phản hồi kênh cần thiết để hủy bỏ tự nhiễu và phát hiện hợp lệ được ước lượng trong miền thời gian với đoạn tiền tố. Chúng tôi rút ra điều kiện huấn luyện tối ưu để tối thiểu hóa sai số bình quân (MSE) của ước lượng viên LMMSE và thu được MSE tương ứng. Thoạt nhìn, ước lượng viên LMMSE có điều kiện huấn luyện tối ưu tương đương với điều kiện của ước lượng viên bình phương nhỏ nhất và ước lượng viên trước ít nhạy cảm hơn với các chuỗi huấn luyện so với cái sau. Chúng tôi cũng đề xuất các chuỗi huấn luyện mới không chỉ đáp ứng điều kiện huấn luyện tối ưu mà còn cung cấp tỷ lệ công suất đỉnh trung bình tối thiểu.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Laneman JN, Wornell GW: Distributed space-time-coded protocols for exploiting cooperative diversity in wireless networks. IEEE Trans. Inform. Theory 2003, 49(10):2415-2425. 10.1109/TIT.2003.817829

Laneman JN, Tse DNC, Wornell GW: Cooperative diversity in wireless networks: efficient protocols and outage behavior. IEEE Trans. Inform. Theory 2004, 50(12):3062-3080. 10.1109/TIT.2004.838089

Berger S, Kuhn M, Wittneben A: Recent advances in amplify-and-forward two-hop relaying. IEEE Comm Mag. 2009, 47(7):50-56.

Popovski P, Yomo H: Wireless network coding by amplify-and-forward for bi-directional traffic flows. IEEE Comm. Lett. 2007, 11(1):16-18.

Rankov B, Wittneben A: Spectral efficient protocols for half-duplex fading relay channels,. IEEE J. Select. Areas Comm. 2007, 25(2):379-389.

Ho C, Zhang R, Liang YC: Two-way relaying over OFDM: optimized tone permutation and power allocation. In Proc. IEEE Int. Conf. Comm. (ICC). Beijing, China; May 2008.

Li Z, Xia X, Li B: Achieving full diversity and fast ML decoding via simple analog network coding for asynchronous two-way relay networks. IEEE Trans. Comm. 2009, 57(12):3672-3671.

Vu HN, Kong HY: Joint subcarrier matching and power allocation in OFDM two-way relay systems. J. Comm. Net. 2012, 14(3):257-266.

Gao F, Zhang R, Liang YC: Optimal channel estimation and training design for two-way relay networks. IEEE Trans. Comm. 2009, 57(10):3024-3033.

Gao F, Zhang R, Liang YC: Channel estimation for OFDM modulated two-way relay networks. IEEE Trans. Signal Process. 2009, 57(11):4443-4455.

Yang W, Cai Y, Hu J, Yang W: Channel estimation for two-way relay OFDM networks. EURASIP J. Wireless Comm. Network 2010, 2010(186182):1-6.

Pham T, Liang YC, Nallanathan A, Garg H: Optimal training sequences for channel estimation in bi-directional relay networks with multiple antennas. IEEE Trans. Comm. 2010, 58(2):474-479.

Wang G, Gao F, Wu Y, Tellambura C: Joint CFO and channel estimation for OFDM-based two-way relay networks. IEEE Trans. Wireless Comm. 2011, 10(2):456-465.

Jiang T, Wu Y: An overview: peak-to-average power ratio reduction techniques for OFDM signals. IEEE Trans. Broadcast 2008, 54(2):257-268.

Gacanin H, Sjödin T, Adachi F: On channel estimation for analog network coding in a frequency-selective fading channel. EURASIP J. Wireless Comm. Network 2011, 2011: 980430, 1-12.

Prodan I, Obara T, Adachi F, Gacanin H: Performance of pilot-assisted channel estimation without feedback for broadband ANC systems using OFDM access. EURASIP J. Wireless Comm. Netw 2012, 2012: 315, 1-21.

Li YG, Winters JH, Sollenberger NR: Simplified channel estimation for OFDM systems with multiple transmit antennas. IEEE Trans. Wireless Comm. 1999, 1(1):67-75.

Lee KJ, Lee IK: Achievable rate regions for two-way MIMO AF multiple-relay channels. In Proc. IEEE Veh. Technol. Conf. (VTC-Spring). Budapest, Hungary; May 2011.

Scharf LL: Statistical Signal Processing: Detection, Estimation, and Time Series Analysis. Reading: Addison-Wesley; 1991.

Popovic̆ BM: Generalized chirp-like polyphase sequences with optimum correlation properties. IEEE Trans. Inform. Theory, 1992, 38(4):1406-1409. 10.1109/18.144727

Fan PZ, Suehiro N, Kuroyanagi N, Deng XM: Class of binary sequences with zero correlation zone. Electron. Lett 1999, 35(10):777-779. 10.1049/el:19990567

Torri H, Nakamura M, Suehiro N: A new class of zero-correlation zone sequences. IEEE Trans. Inform. Theory, 2004, 50(3):559-565. 10.1109/TIT.2004.825399

Park SI, Park SR, Song I, Suehiro N: Multiple-access interference reduction for QS-CDMA systems with a novel class of polyphase sequences. IEEE Trans. Inform. Theory, 2000, 46(4):1448-1458. 10.1109/18.850681

Park SR, Song I, Yoon S, Lee J: A new polyphase sequence with perfect even and good odd cross correlation functions for DS/CDMA systems. IEEE Trans. Vehic. Techn 2002, 51(5):855-866. 10.1109/TVT.2002.800636

Chu DC: Polyphase codes with good periodic correlation properties. IEEE Trans. Inform. Theory 1972, 18(4):531-532. 10.1109/TIT.1972.1054840

Motorola: Cubic metric in 3GPP LTE. The 3rd Generation Partnership Project (3GPP) TSG-RAN WG1 Meeting. doc# R1-060023, Helsinki, Finland, Jan. 2006

Wang L, Tellambura C: A simplified clipping and filtering technique for PAR reduction in OFDM systems. IEEE Sig. Process. Lett 2005, 12(5):453-456.

Marshall AW, Olkin I: Inequalities: Theory of Majorization and Its Applications. New York: Academic; 1979.

Kotecha JH, Sayeed AM: Transmit signal design for optimal estimation of correlated MIMO channels. IEEE Trans. Signal Process 2004, 52(2):546-557. 10.1109/TSP.2003.821104

Oppenheim AV, Schafer RW: Discrete-Time Signal Processing, 2nd Ed. Upper Saddle River: Prentice Hall; 1999.