Thiết kế bộ thu lặp độ phức tạp thấp cho các hệ thống OFDM di động

EURASIP Journal on Advances in Signal Processing - Tập 2012 - Trang 1-12 - 2012
Vamadevan Namboodiri1,2, Hong Liu2, Predrag Spasojević1
1WINLAB, Rutgers University, North Brunswick, USA
2Broadcom Corporation, Holland, USA

Tóm tắt

Các bộ thu lặp với xử lý bình phương sai số trung bình tối thiểu trong phân tích turbo rất tốn kém về mặt tính toán, vì chúng yêu cầu một số hình thức đảo ngược ma trận. Trong bài viết này, chúng tôi đề xuất một bộ thu lặp với độ phức tạp thấp, thực hiện giải mã dựa trên hủy nhiễu lặp lại (SIC-MAP) trong các kênh phân tán đôi cho các hệ thống phân chia tần số trực giao (OFDM). SIC-MAP tận dụng các ước lượng ký hiệu phản hồi mềm để loại bỏ nhiễu giữa các sóng mang từ dữ liệu nhận được. Kết quả mô phỏng số cho thấy sơ đồ đề xuất đạt hiệu suất tỷ lệ lỗi bit (BER) tương đương với các sơ đồ bình phương được đề xuất trong các nghiên cứu của Schniter và Fang nhưng với tiết kiệm tính toán đáng kể. Chúng tôi cũng đề xuất một sơ đồ ước lượng kênh lặp dựa trên bình phương tối thiểu với thông tin phản hồi mềm. Sơ đồ này đặc biệt phù hợp khi số lượng các yếu tố kênh quan trọng cao hơn số lượng mốc tín hiệu, một hiện tượng mà các bộ thu trong mạng tần số đơn (chẳng hạn như các triển khai DVB tại châu Âu) gặp phải.

Từ khóa

#OFDM #bộ thu lặp #hủy nhiễu lặp lại #xử lý bình phương sai số trung bình tối thiểu #ước lượng kênh

Tài liệu tham khảo

Linnartz JPMG, Gorokhov A: New equalization approach for OFDM over dispersive and rapidly time varying channel. Proc. IEEE Int. Symp. Pers. Indoor Mob. Radio Commun 2000, 2: 1375-1379. Baracca P, Tomasin S, Vangelista L, Benvenuto N, Morello A: Per sub-block equalization of very long OFDM blocks in mobile communications. IEEE Trans. Commun 2011, 59: 363-368. Tomasin S, Gorokhov A, Yang H, Linnartz J-P: Iterative interference cancellation and channel estimation for mobile OFDM. IEEE Trans. Wirel. Commun 2005, 4(1):238-245. Ping QGL, Huang D: A low complexity iterative channel estimation and detection technique for doubly selective channels. IEEE Trans. Wirel. Commun 2009, 8(1):4340-4349. Chen S, Yao T: Intercarrier interference suppression and channel estimation for OFDM systems in time-varying frequency-selective fading channels. IEEE Trans. Consumer Electron 2004, 50: 429-435. 10.1109/TCE.2004.1309404 Lee H, Lee B, Lee I: Iterative detection and decoding with an improved V-BLAST for MIMO-OFDM systems. IEEE J. Select. Areas Commun 2006, 24: 504-513. Hwang SU, Lee JH, Seo J: Low complexity iterative ICI cancellation and equalization for OFDM systems over doubly selective channels. IEEE Trans. Broadcast 2009, 55(1):132-139. de Lamare RC, Sampaio-Neto R: Minimum mean-squared error iterative minimum mean-squared error iterative successive parallel arbitrated decision feedback detectors for DS-CDMA systems. IEEE Trans. Commun 2008, 56(5):778-789. Douillard C, Jezequell M, Berrou C, Picart A, Didier P, Glavieux A: Iterative correction of inter-symbol interference: Turbo equalization. Eur. Trans. Telecommun 1995, 6: 507-511. 10.1002/ett.4460060506 Wang X, Poor HV: Iterative (turbo) soft interference cancellation and decoding for coded CDMA. IEEE Trans. Commun 1999, 47: 1046-1061. 10.1109/26.774855 Tüchler M, Singer A, Kotter R: Minimum mean squared error (MMSE) equalization using a priori information. IEEE Trans. Sig. Process 2002, 50: 673-683. 10.1109/78.984761 Huang J, Zhou S, Huang J, Berger CR, Willett P: Progressive inter-carrier interference equalization for OFDM transmission over time-varying underwater acoustic channels. IEEE J. Select. Topics Sig. Process 2011, 5: 1524-1536. Panayirci E, Dogan H, Poor HV: Low-complexity MAP-based successive data detection for coded ofdm systems over highly mobile wireless channels. IEEE Trans. Vehicul. Technol 2011, 60: 2849-2857. Choi JW, Singer AC, Lee J, Cho NI: Improved linear soft-input soft-output detection via soft feedback successive interference cancellation. IEEE Trans. Commun 2010, 58: 986-996. Molisch AF, Toeltsch M, Vermani S: Iterative methods for cancellation of intercarrier interference in OFDM systems. IEEE Trans. Vehicul. Technol 2007, 56(4):2158-2167. Jiang S, Ping L, Sun H, Leung CS: Modified LMMSE turbo equalization. IEEE Commun. Lett 2004, 8: 173-176. Ahmed S, Sellathurai M, Chambers JA: Low complexity iterative method of equalization for OFDM in doubly selective channels. Proceedings of Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, (2005), pp. 687–691 Schniter P: Low-complexity equalization of OFDM in doubly selective channels. IEEE Trans. Sig. Process 2004, 52(4):1002-1011. 10.1109/TSP.2004.823503 Fang K, Rugini L, Leus G: Low-complexity block turbo equalization for OFDM systems in time—varying channels. IEEE Trans. Sig. Process 2008, 56: 5555-5566. Jeon WG, Chang KH, Cho YS: An equalization technique for orthogonal frequency-division multiplexing systems in time-variant multipath channels. IEEE Trans. Commun 1999, 47: 27-31. 10.1109/26.747810 Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems: Part A: Systems Between 2–11GHz IEEE Stand. 802.16, 01/01r1 (2001) Digital Video Broadcasting (DVB): Framing Structure, Channel Coding and Modulation for Digital Terrestrial Television ETSI Standard. ETS 300 744 (1999) Edfors O, Sandell M, van de Beek J-J, Wilson SK, Börjesson PO: OFDM channel estimation by singular value decomposition. IEEE Trans. Commun 1998, 46(7):931-939. 10.1109/26.701321 Lin S, Costello DJ: Error Control Coding. (Prentice Hall, London, 2004) Jakes WC: Microwave Mobile Communications. (Wiley, New York, 1974) Mostofi Y, Cox DC: ICI mitigation for pilot-aided OFDM Mobile systems. IEEE Trans. Wirel. Commun 2005, 4(2):765-774. Lu S, Narasimhan B, Al-Dhahir N: A novel SFBC-OFDM scheme for doubly selective channels. 2009, 58(5):2573-2578. Hong L: Frequency Domain Equalization of Single Carrier Transmissions Over Doubly Selective Channels. PhD thesis, The Ohio State University, (2007) Heegard C, Wicker S: Turbo Coding. (Kluwer, Boston, 1999)