用於多輸入多輸出無線通訊系統之空-時信號處理:空-時信號模式與干擾抑制
234
0
0
全文
(2) 用於多輸入多輸出無線通訊系統之空-時信 號處理:空-時信號模式與干擾抑制 Space-Time Signal Processing for MIMO Wireless Communications: Space-Time Signaling and Interference Suppression. 研 究 生:何從廉. Student: Chung-Lien Ho. 指導教授:李大嵩 博士. Advisor: Dr. Ta-Sung Lee. 國 立 交 通 大 學 電 信 工 程 學 系 博 士 論 文 A Dissertation Submitted to Institute of Communication Engineering College of Electrical Engineering and Computer Science National Chiao Tung University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Communication Engineering Hsinchu, Taiwan, Republic of China 中 華 民 國 九 十 四 年 五 月.
(3) 用於多輸入多輸出無線通訊系統之空-時信 號處理:空-時信號模式與干擾抑制 研 究 生: 何 從 廉. 指導教授: 李 大 嵩 博士. 國 立 交 通 大 學 電 信 工 程 學 系 摘. 要. 近年來,許多研究組織均積極投入於多輸入多輸出(Multi-Input Multi-Output, MIMO)技術的研發,以提升無線行動網際網路服務及 下世代細胞式無線行動通訊系統之性能。這些新技術必須能夠有效克 服無線通訊環境中嚴苛的挑戰,而基於適應性天線陣列或智慧型天線 形式之天線系統恰可提供一套有效且良好的解決方案,以達到『高可 靠度』及『高資料率』的傳輸品質。在此一研究範疇裡,已有許多研 發成果大量產出,而許多用於無線通訊系統的商業化產品也已相繼問 世。 本論文即在探討於無線通訊系統中,同時在傳輸端及接收端使用 多根天線情況下的相關研究。吾人試圖提供無線通訊天線系統一個完 整的綜合評述及概要說明,並介紹一些環繞在此一系統周圍的重要議 題。其關鍵點為所探討的系統必須是具有適應性且於收發端使用多根 天線。吾人亦將討論用於多輸入多輸出無線通訊架構下,有關空-時 (Space-Time, ST)信號模式及干擾抑制之空-時信號處理的相關議 題。在本論文中,吾人首先將研究重點放在發展一種基於空-時接收 機架構之干擾消除技術上;具體而言,為研究一個適用於頻率選擇式 多 路 徑 通 道 下 , 基 於 排 序 式 漸 次 干 擾 消 除 (Ordered Successive Interference Cancellation, OSIC) 技 術 的 多 輸 入 多 輸 出 等 化 器. i.
(4) (Equalizer)。此一多輸入多輸出等化器將基於傳統最小均方誤差 (Minimum Mean Square Error, MMSE)決策迴授等化器(Decision Feedback Equalizer, DFE)的形式以降維(Reduced Rank, RR)技術方 式實現之。其中,在排序式漸次干擾消除架構下每一個階段中之最小 均方誤差的權值將以廣義旁波瓣干擾消除器(Generalized Sidelobe Canceller, GSC)技術求得,而降維處理則以共軛梯度(Conjugate Gradient, CG)法則實現,以降低計算量。隨後,吾人將探討在頻率 平坦式通道下之多輸入多輸出收發機的研究設計。在此一部份,吾人 將首先研究一種通用多用戶雙模信號(Dual-Signaling)傳輸系統。在 此一雙模信號傳輸系統中,每個用戶終端的資料可基於其當時通道狀 況,以正交空-時編碼(Orthogonal Space-Time Block Code, O-STBC) 方式傳輸以獲取傳輸多樣(Transmit Diversity, TD)亦或是以空間多 工 (Spatial Multiplexing, SM) 方 式 進 行 傳 輸 以 獲 取 高 頻 譜 效 益 (Spectral Efficiency, SE)。接下來,吾人將發展一種具有微量回傳資 訊之高效率多輸入多輸出收發機架構(主要針對空-時編碼/空-時解 碼 設 計 )。 此 一 收 發 機 架 構 在 群 組 式 空 - 時 區 塊 編 碼 (Grouped Space-Time Block Code, G-STBC)系統,於位元錯誤率(BER)性能 之考量下可使空-時傳輸字碼最佳化,以同時達到高頻譜效益與高鏈 結品質(Link Quality, LQ)的通訊。在上述二種多輸入多輸出系統架 構下之接收機亦可基於排序式漸次干擾消除技術發展設計。藉由利用 正交空-時編碼所具有的強大代數性質,經驗證後,上述二系統所考 量基於次序式連續干擾消除技術的偵測器可以群組(Group-Wise)偵 測方式實現。此一群組式偵測性質為使用正交碼情況下的一種獨特結 果,它可大大地改善信號分離的能力。此外,吾人更進一步利用潛藏 於通道矩陣中豐富且特殊的結構,發展出一套具有計算量效益的遞迴 式偵測器。 綜言之,本論文所提出之接收機與既存之接收架構比較,其主要 的優點為具備較低實現複雜度、較快的收斂速率及較低的位元錯誤 率。此外,本論文對於多輸入多輸出無線通訊收發機的設計也提供一 種具智慧及強健性能的解決方案以適當地配合其通道狀況及系統需 求。藉由數學分析與模擬評估,吾人證實所提出之新型收發機架構可 有效提升系統之傳輸鏈結品質及獲取高頻譜效益,並有效抑制干擾及 雜訊。 ii.
(5)
(6) .
(7) .
(8) .
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
(18) ! "#
(19)
(20) #
(21)
(22)
(23) .
(24) . .
(25)
(26)
(27)
(28)
(29)
(30)
(31)
(32)
(33)
(34)
(35)
(36)
(37) .
(38)
(39)
(40) . .
(41)
(42) .
(43)
(44) .
(45) . .
(46)
(47) ! . . .
(48)
(49)
(50) .
(51) .
(52)
(53)
(54)
(55)
(56)
(57)
(58)
(59)
(60) .
(61)
(62)
(63)
(64) .
(65)
(66)
(67)
(68)
(69) . "
(70) .
(71)
(72)
(73)
(74)
(75)
(76) .
(77) . .
(78)
(79)
(80).
(81) . . #
(82)
(83)
(84)
(85)
(86)
(87) .
(88) . $
(89)
(90)
(91) $
(92)
(93) . .
(94)
(95)
(96)
(97)
(98)
(99)
(100)
(101) .
(102)
(103)
(104) !
(105)
(106) .
(107)
(108) $ . "
(109)
(110)
(111)
(112) .
(113)
(114)
(115) . $%
(116) & ' &
(117)
(118) .
(119) & '
(120)
(121) # '
(122) & . $(
(123) # & ' )*( $(
(124)
(125) $%
(126) + '
(127) ,$%- &
(128)
(129) . .
(130).
(131) +. %,- . / #
(132) .
(133) & 0
(134)
(135) !
(136)
(137) 1
(138)
(139)
(140) .
(141) 2
(142)
(143) .
(144) $ # .
(145)
(146) )
(147)
(148) Æ $(
(149) .
(150) $ Æ
(151) . $ 3
(152)
(153) #. '
(154). $
(155) 4( $ #
(156)
(157) $( # & 56 .
(158)
(159)
(160).
(161)
(162)
(163)
(164) $%
(165) .
(166)
(167) . . 4 .
(168)
(169) $%
(170) .
(171)
(172)
(173)
(174)
(175) +
(176) -. . .
(177)
(178) &
(179)
(180) .
(181)
(182)
(183) Æ . . .
(184) .
(185)
(186) Æ +
(187)
(188) -. .
(189)
(190)
(191) $
(192)
(193)
(194)
(195)
(196) . 4(
(197)
(198)
(199)
(200) .
(201)
(202)
(203)
(204) &
(205)
(206)
(207) .
(208)
(209)
(210)
(211)
(212) .
(213)
(214) 56 $( . .
(215) . . . .
(216)
(217)
(218)
(219)
(220)
(221)
(222)
(223)
(224)
(225)
(226) .
(227) .
(228) ! !".
(229)
(230)
(231)
(232)
(233) # .
(234)
(235) $%. $ $ &
(236) '(
(237)
(238)
(239)
(240)
(241) )
(242)
(243)
(244)
(245)
(246) *
(247)
(248)
(249) +.
(250) .
(251)
(252)
(253)
(254)
(255) $
(256)
(257)
(258) ,$ -
(259)
(260)
(261)
(262) . ..
(263) .
(264)
(265) /
(266)
(267)
(268)
(269) . .
(270)
(271)
(272) . . .
(273)
(274) . .
(275) . . . . . .
(276) . . . . ! . . "
(277) . ". 77. / $
(278)
(279). . 8. 78. &
(280). . 9. 787. 4 3(& ' &
(281). . 9. 788. $ )
(282) &
(283) . 7:. 78;. $ &
(284) . 7;. 78<. . . 7<. . 7=. . 7>.
(285) 4 ) $. 7;. 4 # 5 . 7<.
(286)
(287). .
(288) # $ %
(289) . #&. 87. . 8?. 88. $
(290) . 89. . 89. . 8@. 8;. 8<. 8=. 887. %
(291) $
(292)
(293) . 888. % . 88;. $ $ . 88<. 1 $ $ . . ;7. . ;<. % % . ;<. 8;7. % 1#
(294) . . ;=. 8;8. % A
(295) . ;>. 8;;. % . . <:. . <7. $ 4# % 8<7. , * # 5 $4%. . 8<8. $4%B ( ) . 8<;. C /
(296)
(297) $4% $
(298)
(299). <7. . <9. . =7. D 4 5
(300) 5 $ . =;. 8=7. $ &
(301) . =<. 8=8. ) / D45/$ $
(302)
(303). . =<. 8=;. C /
(304)
(305) D45/$ $
(306)
(307). . =@. ' $ ( ( )*
(308) + , -
(309)
(310) . &.. ;7. . ?@. ;8. % $ . ?>. ;;. $% 4
(311) $( (& ' . 9:. ;<. E $ ,$% (& ' . 98. ;<7. $ 4
(312) $ . . 98. ;<8. ,$% ' $( )*( . 9;. .
(313) ;=. $% 4
(314) # ,$% )*( 1
(315) %, / . . 9<. ;=7. ' # ,$% %, / . . 9=. ;=8. * C %,. . 99. ;=;. % % . 9@. ;=<. (& ' $ ) . . 9>. . 9>. . @8. ;?. % $
(316). ;9. $ . / -
(317) % 0
(318) 0 %
(319) 1 . .2. <7. . @>. <8. $
(320) . >8. <87. $
(321) )
(322) 4
(323) /
(324)
(325)
(326) . >8. <88. D ' $ . . ><. <;. * % . ><. <<. , "
(327) $% ) . >9. <<7. $% . . >9. <<8. / )
(328)
(329)
(330)
(331) . 7:7. <<;. %
(332) $
(333) B %)/ 4
(334) . . 7:8. . 7:;. . 7:<. <=. 5% / . . <=7. % . <=8.
(335) % . . 7:?. <=;. % %
(336)
(337)
(338) ) $
(339) . 7:>. . <?. $ C
(340)
(341) ) $
(342). . 777. <9. $
(343)
(344). . 778. <@. $ . . 77=. 3 Æ
(345) .
(346) (
(347) 0
(348) -
(349) $ .
(350) 1
(351) . "#'. =7. . 78;. =8. $
(352) . 78=. =87. $
(353) )
(354) 4
(355) /
(356)
(357)
(358) . 78=. =88. D D ' $ . . 78?. $% ) B D %
(359)
(360). . 789. =;7. * % . 78@. =;8. / , "
(361) $% ) . 78>. $% ) B %D %
(362)
(363) . 7;7. =<7. * % . 7;7. =<8. $ / , "
(364) $% ) . . 7;;.
(365)
(366)
(367) $% ) . 7;9. ==7. / , "
(368) ) $ . . 7;9. ==8. $ ) $ . 7;@. ==;.
(369) . . 7;>. , $ 4# %
(370) . 7<8. =?7. % %
(371) C . 7<8. =?8. % $ % . . 7<=. . 7<9. . 7=7. =;. =<. ==. =?. =9. % $
(372). =@. $ . & . "&4. ?7. $
(373)
(374). . 7?:. ?8. * " # . 7?8. 5
(375) /6'6". "&3. $
(376)
(377) 7 8 "94. .
(378) 5
(379) /6/6". "9#. 0 -
(380) % 0 7 8 . "93. -
(381) % 0 0 $ . "92. 5
(382) 36'6". ".#. - 5
(383) 36/6". ".3. : 5
(384)
(385) 36/6". ".9. $
(386) 1. "2". .
(387)
(388) 77. *
(389) !
(390). 78. 5
(391) $
(392)
(393) . . 88. 7;.
(394) $ ! 3
(395)
(396) . 8;. 7<.
(397) ! 3
(398)
(399) & ' . . 8;. 7=.
(400) . $ ! 3
(401)
(402) $ 3& ' . 8<. 7?. 4# $%
(403)
(404)
(405) . . 8=. 79. 4# $
(406)
(407)
(408) . 8=. 87.
(409)
(410) .
(411)
(412)
(413)
(414)
(415) . :. 88. $$
(416).
(417) #
(418) . ?7. 88.
(419) ! . ?7. 8;. %
(420) !
(421)
(422) $E ( % 7:F . . . ?8. G 7: 4 . ?;. . ?<. 8<.
(423) !
(424) $E. 8=. 4# $4%
(425)
(426)
(427) . 8?. 4( $4%
(428)
(429) $E. . .
(430)
(431) & 0 $ 7
(432) 3H' 8
(433) 3H'. . ?=. 89. $ $ &
(434) D45/$
(435) )45/$
(436) . ??. 8@. $ D45/$ . ??. .
(437) 8>. 4( $E. . ?9. ;7. /
(438) & ' $% . @;. ;8. $
(439) ' ***
(440) %, . @<. ;;. .
(441) %,,$% )*(
(442) . ;<. G. . . . .
(443) $
(444)
(445)
(446)
(447) G < & 0 .
(448)
(449) $% . 4(
(450) %,,$% )*(
(451) $E
(452) . ;=. -
(453) . . . . . @?.
(454) . . @9. 4(
(455) %,,$% )*(
(456) $E . . . G. . . .
(457) . .
(458) '
(459)
(460) . . <7.
(461)
(462) . <8. $ *%. <;. *
(463)
(464)
(465) $%
(466) . . @9. . 77?. . 77?. 1
(467)
(468)
(469) <<. @?. 4(
(470) %,,$% )*(
(471) $E )*( . ;9. . @=. 4(
(472) %,,$% )*(
(473) $E $% +- +. ;?. . G 7? . G. . . . . G 8. . 779. / 4(
(474)
(475)
(476)
(477)
(478) $E
(479) 1 $4%
(480)
(481) @C$A . . G 8 . . G < / 2
(482).
(483)
(484)
(485) . . 779.
(486) <=. 4(
(487)
(488)
(489)
(490) $E . .
(491)
(492)
(493)
(494) . G. . . G 8. . G 8. . G ? . G 7:. 7?6/ 6C$A
(495)
(496) $4%
(497) $
(498)
(499) / 4( $4%
(500)
(501) / 4( $
(502)
(503) <?. 4(
(504)
(505)
(506)
(507) . . .
(508) . . . 77@.
(509)
(510) . . G. G 8. . G 8 . . G ?. 7?6/ 6C$A
(511)
(512) $4%
(513) $
(514)
(515) / 4( $4%
(516)
(517) / 4( $
(518)
(519) . . =7. C
(520)
(521)
(522) ,$4%
(523)
(524) . =8. *
(525)
(526) . . . . G ; ; <. I
(527). G @. G 8. . G =. . G @. . . . 4( . =?. . G < . . G <. 4( . . G ? . . G <. . . . . G @. . G 8 8 8 <. G 7:. G ;. . . . G ;. . G 8 < <. . .
(528). G 8 8 ; ;. . G @. G ; . G ; = I G @.
(529). G = I G =. 7=;. . . 7=<.
(530)
(531) $E . 4( . . . G 8 8 8 8 8. G ;. G @. . G <. G ? . . . . G 8 8 8 . . G 9 . . . . G 8 8 ;7==.
(532)
(533)
(534) $% .
(535) $E ==. . . . 4( G ; .
(536). G ; G 7 = I.
(537). . . ,$4%
(538)
(539) . G 8 I G ?. =<. . . . =;. . . 77>. . G @. . G ;. G;. . . . . G 8 8 <. . 7=?.
(540)
(541)
(542) &
(543)
(544) $E . 7=?.
(545) $
(546)
(547) $E. G ; . . G @ . . . G <. . 7=9.
(548) ;7. %. , / . @@. ;8. % % . @@. <7. /
(549)
(550)
(551) $% . <8. *
(552) . <;. $
(553)
(554) *%. . =7. $
(555)
(556) *%. . =8. $
(557)
(558) *%. . =;. C
(559)
(560)
(561)
(562) ! .
(563) .
(564) . B.
(565)
(566) '. . 78: 787.
(567)
(568) . 788. .
(569)
(570) . 7=@. .
(571)
(572) . &
(573)
(574) $%
(575) . . . . 7=@. 7=>.
(576) . //B . . /)B . /",EB ,
(577)
(578)
(579) . 4(B . . . 45/$B 4
(580)
(581) . 4C$AB
(582)
(583) # . 4$B
(584)
(585) . B
(586) . %%B . . %)/B
(587)
(588)
(589). %,B . . %B .
(590)
(591)
(592) . )45/$B 4
(593)
(594) . )*(B
(595) # & '. (D)B
(596) . */B . .
(597) . *4B #. *4*B # !. *)/B &
(598)
(599)
(600). **B . ***B !. *B ! .
(601)
(602)
(603) . *B #. ,$%B '
(604) . ,$B
(605)
(606)
(607). ,$4%B
(608) # . D)B. $B.
(609)
(610)
(611)
(612)
(613) .
(614) . . 5)%B
(615)
(616) . 5$B
(617) . 5$%B
(618) . *B !. *%B ! . B . $B
(619) . 5B # . .
(620) . $(B
(621) & . . %B . $B
(622) . $(B
(623) & . . 1B
(624) . E5$B
(625) . *)B &
(626) . )B
(627)
(628) . $%B
(629)
(630)
(631) . . $4%B
(632) # . C/B . C(CB
(633) . . C%B . . C$AB
(634)
(635) # . 6/B & . 6C$AB &
(636)
(637) # . B #. $)B
(638)
(639) . $(B
(640) Æ . $B
(641) . .
(642) . $%B
(643)
(644)
(645) . . $EB
(646)
(647)
(648) . $$B
(649)
(650) . $B
(651) . $B
(652) . $4%B
(653) # . $%B
(654) . $%B
(655)
(656) . $B
(657) . $EB
(658)
(659) . $B
(660) . $1B
(661)
(662) . $D)B
(663)
(664) . )B
(665)
(666) . )/B
(667)
(668)
(669). B . D45/$B 4
(670)
(671) . J*B ' . .
(672)
(673) . B. . . . B. . .
(674). B. . . . B $( . . . . . .
(675) $%.
(676) . .
(677)
(678). . $E. . B. . B. .
(679) B. /) . . . .
(680) B. // . . .
(681) .
(682)
(683) . . B .
(684) . . B . . . B . . B. $. . $ . . B . $ K. $ . B. . B. . B F.
(685) 3 .
(686)
(687)
(688) $ . . . . B
(689) ' # . . .
(690) . .
(691) .
(692)
(693)
(694)
(695) $$ . . . . B
(696) .
(697)
(698)
(699)
(700) . .
(701) . L B. .
(702) B. . B. (
(703) . . . .
(704) . . %, .
(705) . . B.
(706)
(707) . . . B . . .
(708) . .
(709) $%. B . .
(710) . . . . . . . B *%. B 0 *% . . . B . .
(711) . I. B .
(712). %, . . . .
(713) . . .
(714) $%. B. B . . L .
(715)
(716)
(717) . . . . . . .
(718) $%. #
(719) . .
(720) . . . .
(721) . . ! "B. . B. $%. . .
(722) $%. . B. . . . B . . B. . .
(723) B.
(724)
(725) # . .
(726)
(727) . . . . . .
(728) $%. .
(729) .
(730) . #"B. . # "B.
(731) %.
(732) % . .
(733) . $. . . . #B. . # B. $$ %. $ . . . :. . B . . B
(734) . M 7.
(735) . :. . . :. B . :. B $ # ' . .
(736) . :. B
(737)
(738)
(739) !
(740) . :. B ***
(741)
(742)
(743) !
(744) . :. .
(745) . M 7. M 8. B
(746)
(747)
(748)
(749) .
(750) . . :. . :. B
(751) . :. B
(752) . B . % & . & . . B. N. . B . % B. %. . . . &.
(753)
(754)
(755). . %. . # . %. &. :. . M 7 M . B
(756) . . .
(757) . :. %. :. .
(758) . !. ! . B . . B. . B. . .
(759)
(760)
(761).
(762)
(763)
(764). . 'B. . . B.
(765) *4*. . B.
(766) ***. . B. . . . $
(767) . B . . . . . . I B . .
(768) B. .
(769) . .
(770) $%.
(771)
(772) . .
(773)
(774) . .
(775)
(776). .
(777) B.
(778) .
(779)
(780). .
(781) B. .
(782) .
(783)
(784). B %
(785) # ' . . I B
(786). . B. . &
(787)
(788) . .
(789)
(790). $% .
(791). B
(792). .
(793)
(794)
(795) . . B.
(796)
(797). . B.
(798)
(799)
(800) . . .
(801)
(802).
(803) . B. . . B
(804) .
(805) . . B
(806) . .
(807)
(808) . .
(809).
(810). .
(811).
(812)
(813) $4%
(814) . . B . . . B . . . .
(815)
(816) . . B
(817) . . .
(818)
(819) . . . B . . B
(820) . . B
(821) . . .
(822) .
(823) 3 . . B. . B. $4%
(824)
(825). . B. $
(826)
(827). . B
(828).
(829) . . B. . B .
(830)
(831) 3
(832).
(833) . B *4* . ). B *** . (B. . B. . B.
(834)
(835)
(836) .
(837) . ) . . .
(838) . .
(839) . # . $4%.
(840)
(841)
(842) . . . . . . .
(843)
(844).
(845) . B. . B. . B. . B. . B.
(846)
(847)
(848) .
(849)
(850)
(851) . ,$4% . . . . . .
(852)
(853). ,$4% . . . . . . .
(854)
(855).
(856)
(857). (. B .
(858) *** . (. B .
(859) . . )B.
(860) $ . . ) B. . . )K B.
(861)
(862) . . B. .
(863) $ . L B
(864) . B. . B. . . *B. ) . .
(865) $4%
(866) .
(867) $
(868) . B
(869)
(870)
(871)
(872) . .
(873) . . B . . . . . . B
(874) . . .
(875) . K B ,$% . . . .
(876) $ . . + "B. . . .
(877)
(878) . .
(879) .
(880)
(881).
(882) . + B. . + "B. . + B.
(883)
(884) .
(885)
(886) .
(887)
相關文件
序號 編號 主持人 公文主旨 公文摘要 發文日期 的。 3.另,因案內發生多起試驗人員未依 CRF. complete guidance
在數位系統中,若有一個以上通道的數位信號需要輸往單一的接收端,數位系統通常會使用到一種可提供選擇資料的裝置,透過選擇線上的編碼可以決定輸入端
第四章 連續時間週期訊號之頻域分析-傅立葉級數 第五章 連續時間訊號之頻域分析-傅立葉轉換.. 第六章
在直流馬達控制系統中,為了減少流經馬達繞線電流及降低功率消耗等 目的,常常使用脈波寬度調變信號 (PWM)
5.4 出發口令為:「READY - SET」 ,然後下出發信號。.
如圖1-16所示,NOT運算會改變邏輯準位。輸入為 HIGH (1) 時,輸出為LOW (0)。當輸入為LOW時,輸出
雙壓力閥在何時才有壓力(訊號)輸出(A) 其中一個輸入口有壓力(訊號)輸出 (B) 經指定的一 個輸入口有壓力(訊號),並且另一個輸入口沒有壓力(訊號) (C)
Visual Basic提供了許多控制項介面來處理由鍵盤輸入