Ανάπτυξη αλγορίθμων για χωροχρονικούς εξισωτές ασύρματων τηλεπικοινωνιακών διαύλων

Abstract

This thesis studies iterative and recursive least squares algorithms for maximum-likelihood joint channel/data estimation. The proposed schemes use the sphere decoding algorithm for data detection, and short training sequences for an initial channel estimation. Three new algorithms were developed for block- and continuous-fading frequency flat MIMO channels. The effects on the algorithms' performance of the existence of spatially correlated fading and line-of-sight paths are also studied. The multi-user MIMO scenario were also considered, where temporal and spatial correlated interference is present. The simulation results demonstrate the effectiveness of the investigated schemes under realistic fading conditions. In the second part of the thesis, two new adaptive equalizers were proposed for time-varying and frequency selective DS-CDMA systems. The proposed equalizers consist of serially connected stages and detect users in an ordered manner. At each stage, only one user is detected. The equalizer filters and the order in which the users are extracted are updated in a recursive least squares manner, efficiently realized through time- and order-update recursions. The first algorithm does not use the code sequences while the second scheme exploits the RAKE receiver concept. The proposed algorithms exhibit improved bit error rate performance compared to existing adaptive DS-CDMA equalizers.

Η παρούσα διατριβή μελετά επαναληπτικούς και αναδρομικούς αλγορίθμους ελαχίστων τετραγώνων για την εκτίμηση μέγιστης πιθανοφάνειας του καναλιού και των δεδομένων. Τα προτεινόμενα σχήματα υιοθετούν τον αποκωδικοποιητή σφαίρας για την εκτίμηση των δεδομένων και χρησιμοποιούν μικρού μήκους ακολουθίες εκπαίδευσης για την αρχική εκτίμηση του καναλιού. Προτείνονται τρεις νέοι αλγόριθμοι για ημιστάσιμα και συνεχώς μεταβαλλόμενα, συχνοτικά επίπεδα MIMO κανάλια εξασθένησης και μελετώνται τα αποτελέσματα στην απόδοση των αλγορίθμων από την ύπαρξη χωρικά συσχετισμένης παρεμβολής και μονοπατιού οπτικής επαφής. Εξετάζεται επίσης η περίπτωση ενός MIMO συστήματος στο οποίο εμφανίζεται χρονικά και χωρικά συσχετισμένη παρεμβολή πολλαπλής προσπέλασης. Οι προσομοιώσεις έδειξαν την αποτελεσματικότητα των αλγορίθμων σε ρεαλιστικά κανάλια εξασθένησης. Στο δεύτερο μέρος της διατριβής, προτείνονται δύο νέοι προσαρμοστικοί ισοσταθμιστές για χρονικά μεταβαλλόμενα και συχνοτικά επιλεκτικά DS-CDMA συστήματα. Οι προτεινόμενοι ισοσταθμιστές αποτελούνται από σειριακά συνδεδεμένες δομές ισοστάθμισης ανατροφοδότησης αποφάσεων σε κάθε μία από τις οποίες ανιχνεύεται ένας χρήστης. Τα φίλτρα των ισοσταθμιστών και η σειρά με την οποία ανιχνεύονται οι χρήστες ανανεώνονται, στο χρόνο και τη διάταξη. Ο πρώτος αλγόριθμος δεν χρειάζεται την γνώση των ακολουθιών διάχυσης ενώ ο δεύτερος εκμεταλλεύεται την ιδέα του δέκτη RAKE. Η απόδοση των προτεινόμενων αλγορίθμων είναι καλύτερη σε σύγκριση με άλλους αλγορίθμους που υπάρχουν στην βιβλιογραφία.