ترجمه مقاله کدهای تفاضلی واحد فضا-زمان-فرکانس برای ارتباطات بیسیم MB-OFDM UWB

ترجمه مقاله کدهای تفاضلی واحد فضا-زمان-فرکانس برای ارتباطات بیسیم MB-OFDM UWB

ترجمه مقاله Unitary Differential Space-Time-Frequency Codes for MB-OFDM UWB Wireless Communications

چکیده فارسی:

در یک سیستم چند ورودی چند خروجی (MIMO)، تسهیم متعامد تقسیم فرکانس (MB-OFDM)، فوق پهن باند (UWB)، تشخیص همدوس، نیاز به انتقال طیف وسیعی از نمادها به منظور تخمین کانال دارد، که باعث کاهش بهره وری پهنای باند می شود. مقاله پیش رو برای اولین بار، کدهای تفاضلی واحد فضا-زمان-فرکانس (DSTFCs) را برای ارتباطات MB-OFDM UWB پیشنهاد کرده است که افزایش بهره وری پهنای باند سیستم را باعث می شود. زیرا به اطلاعات وضعیت کانال (CSI)، نیازی نداریم. روش پیشنهادی، زمانی مفید خواهد بود که CSI در گیرنده در دسترس نباشد، مثل وقتی که انتقال نمادهای متعدد تخمین کانال، غیر عملی یا غیر اقتصادی می باشد. سپس الگوریتم های رمزگذاری و رمزگشایی DSTFCs پیشنهادی، به هر دوی طرح مدولاسیون پوش ثابت بدست آمده اند، از جمله PSK (کلیدزنی شیفت فاز) و ۴QAM (مدولاسیون یک چهارم دامنه)، و طرح مدولاسیون چند بعدی، مانند DCM (مدولاسیون دو حامله). همینطور در این مقاله برای نخستین بار، کیفیت مرتبه ی تنوع و گوناگونیِ یک سیستم DSTFC MB-OFDM مشخص شده است. نتایج شبیه سازی حاکی نشان دهنده این است که استفاده از DSTFCs تا حد قابل بسیاری، قادر به بهبود کارایی خطای بیتی سیستم تفاضلی MB-OFDM معمول (بدون MIMO) می باشد، و حتی می تواند کارایی خطای بیتیِ به مراتب بهتری را نیز در نسبت های سیگنال به نویز بالا، نسبت به سیستم همدوس MBOFDM معمول (بدون MIMO) ارائه کند.

دانلود مقاله اصلی در ادامه مطلب.

مقدمه:

با ترکیب فنوری های جدید، نظیر MB-OFDM, UWB MIMO, و کدهای فضا-زمان-فرکانس (STFCs)، امکان بهبود قابل توجه ای را به صورت حداکثر محدوده ی ارتباطی قابل دسترس، کارایی خطای بیتی، ظرفیت سیستمی، نرخ داده، یا ترکیبی از آن ها ایجاد کرده است. ترکیبی از MB-OFDM UWB، MIMO و STFCs که آن را با عنوان سیستم های STFC MB-OFDM UWB می شناسیم، به طور وسیعی در مطالعات استفاده می شود.

در سراسر این مقاله، فضر شده است که اطلاعات وضعیت کانال (CSI) به طور دقیق در گیرنده شناخته می شود، و به گیرنده، اجازه میدهد تا همدوس را شناسایی کند. شش نماد MB-OFDM در پروتکل همگرایی لایه ی فیزیکی (PLCP) ارسال می شوند، که یک مقدمه برای تخمین کانال بین هر جفت از آنتن های فرستنده (Tx) و فرستنده (Rx)، و در نتیجه تشخیص همدوس در گیرنده می باشند. در یک سیستم MIMO متشکل از آنتن های M Tx و N Rx، تعداد نمادهای مورد نیاز به برای این هدف، احتمال دارد به بزرگی ۶M باشند.

بنابراین، انتقال تعداد بسیار زیادی از نمادهای MBOFDM برای تخمین کانال، به طور قابل توجهی بهره وری پهنای باند سیستم را کاهش می دهد. علاوه بر این، در کانال های محوسازی سریع یا در سیستم های با نرخ داده ی بسیار بالا، انتقال تعداد بسیار زیادی از نمادهای MB-OFDM به منظور تخمین کانال، یک وظیفه ی مشکل آفرین است و نیز ممکن است غیرعملی یا غیراقتصادی باشد. در این موارد، تشخیص غیر همدوس (یا تشخیص تفاضلی)، که در آن به CIS برای رمزگشایی سیگنال ها در گیرنده نیازی نیست، می تواند بهترین گزینه باشد.

این مقاله به شرح زیر سازماندهی شده است: بخش ۲ به طور خلاصه به بررسی مدل ریاضی سیستم STFC MBOFDM UWB می پردازد. در بخش ۳، DSTFCs واحد برای MB-OFDM UWB، و معیارهای رمزگشایی برای DSTFCs پیشنهادی در بخش ۴ ارائه شده اند. بخش ۵ احتمال خطای دو به دو و بیشترین مرتبه ی تنوع سیستم DSTFC MB-OFDM پیشنهادی را فرمول بندی می کند. نتایج شبیه سازی در بخش ۶ و نتیجه گیری ها در بخش ۷ بیان شده اند.

چکیده انگلیسی:

In a multiple-input multiple-output (MIMO), multiband orthogonal frequency division multiplexing (MB-OFDM) ultra-wideband (UWB) system, coherent detection requires the transmission of a large number of symbols for channel estimation, thus reducing the bandwidth efficiency. For the first time, this paper proposes unitary differential space-time-frequency codes (DSTFCs) for MB-OFDM UWB communications, which increase the system bandwidth efficiency because no channel state information (CSI) is required. The proposed system would be useful when CSI is unavailable at the receiver, such as when the transmission of multiple channel estimation symbols is impractical or uneconomical. The coding and decoding algorithms for the proposed DSTFCs are then derived for both constant envelope modulation scheme, such as PSK (phase shift keying) and 4QAM (quadrature amplitude modulation), and multi-dimensional modulation scheme, such as DCM (dual carrier modulation). The paper also quantifies for the first time the diversity order of a DSTFC MB-OFDM system. Simulation results show that the application of DSTFCs can significantly improve the bit error performance of conventional differential MB-OFDM system (without MIMO), and even provide much better bit error performance than the conventional coherent MBOFDM system (without MIMO) at high signal-to-noise ratios.

منبع: http://ieeexplore.ieee.org

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6409504