Αποδοτική Ισοστάθμιση Ασύρματων Τηλεπικοινωνιακών Διαύλων Βασισμένη σε Ομαδοποίηση

1. Αποδοτική Ισοστάθμιση Ασύρματων Τηλεπικοινωνιακών Διαύλων Βασισμένη σε Ομαδοποίηση Σέργιος Θεοδωρίδης Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Πανεπιστήμιο Αθηνών Ιωάννης Κοψίνης School of Engineering and Electronics Institute for Digital Communications Signals and Systems Group University of Edinburgh, UK Ελευθέριος Κοφίδης Τμήμα Στατιστικής και Ασφαλιστικής Επιστήμης Πανεπιστήμιο Πειραιά Ορισμός: Τοποθέτηση του προβλήματος: Ισοστάθμιση διαύλου: Επεξεργασία του ληφθέντος σήματος με στόχο την ορθή λήψη της ακολουθίας συμβόλων που εκπέμφθηκε. • Σε ασύρματους διαύλους είναι επιθυμητό το σχήμα ισοστάθμισης με Εκτίμηση Ακολουθίας Μέγιστης Πιθανοφάνειας (MLSE) • Χαρακτηριστικά: • Ανάγκη ταυτοποίησης και παρακολούθησης του διαύλου • Πολύ υψηλή υπολογιστική πολυπλοκότητα Νέα οπτική γωνία στο πρόβλημα: Η ισοστάθμιση διαύλου ως πρόβλημα ταξινόμησης. • Η πληροφορία του διαύλου βρίσκεται στον τρόπο που ομαδοποιούνται τα δείγματα της εξόδου του • Παρατήρηση κλειδί: Ο ισοσταθμιστής MLSE χρειάζεται στην πραγματικότητα τα κέντρα αυτών των ομάδων, όχι γνώση του διαύλου. • Κέρδη: • Εξάλειψη της ανάγκης ταυτοποίησης και παρακολούθησης των παραμέτρων του διαύλου (εφαρμοσιμότητα και σε μη-γραμμικούς διαύλους) • Δυνατότητα εκμετάλλευσης των συμμετριών στις ομάδες των δειγμάτων της εξόδου προκειμένου να μειωθεί δραστικά το υπολογιστικό κόστος. Ισοστάθμιση διαύλου Ιεραρχικός μηχανισμός δημιουργίας των ομάδων στην έξοδο του διαύλου Διατήρηση της ιεραρχικής δομής των ομάδων κατά τη χρονική μεταβολή του διαύλου Η προτεινόμενη λύση: • Εκτίμηση και παρακολούθηση των κέντρων των ομάδων του ληφθέντος σήματος αντί του ίδιου του διαύλου, με πλήρη εκμετάλλευση της συμμετρίας τους • Κέρδη από τη νέα μεθοδολογία: • Πολύ μικρότερο το απαιτούμενο εύρος ζώνης για εκπαίδευση • Απλότητα στην υλοποίηση • Δυνατότητα παρακολούθησης της ομαδοποίησης του ληφθέντος σήματος καθώς μεταβάλλεται ο δίαυλος • Βελτιστότητα: Επίδοση ελαχίστων τετραγώνων (LS) κατά την αρχική εκτίμηση των κέντρων και επίδοση ελαχίστων μέσων τετραγώνων (LMS) κατά την παρακολούθησή τους, με • Δραματικά χαμηλότερη υπολογιστική πολυπλοκότητα Συγκριτική επίδοση στην εκτίμηση και παρακολούθηση των κέντρων • Μερικές σχετικές εργασίες: • K. Georgoulakis and S. Theodoridis, “Efficient clustering techniques for channel equalization in hostile environments,” Signal Processing, vol. 58, pp. 153-164, 1997. • Y. Kopsinis and S. Theodoridis, “An efficient low complexity technique for MLSE equalizers for linear and nonlinear channels,” IEEE Trans. Signal Processing, vol. 51, no. 12, pp. 3236-3248, Dec. 2003. • Y. Kopsinis and S. Theodoridis, “A novel cluster-based MLSE equalizer for M-PAM signaling schemes,” Signal Processing, vol. 83, pp. 1905-1918, 2003. • E. Kofidis, Y. Kopsinis, and S. Theodoridis, “On the least-squares performance of a novel efficient center estimation method for clustering-based MLSE equalization,” Proc. EUSIPCO-2004,pp. 469-472, Vienna, Austria, Sept. 2004. • Y. Kopsinis, S. Theodoridis, and E. Kofidis, “An efficient low complexity clustering-based MLSE equalizer for frequency-selective fading channels,” Proc. EUSIPCO-2004, pp. 849-852, Vienna, Austria, Sept. 2004. Υπολογιστική πολυπλοκότητα συμβατικού (LMS-MLSE) και προτεινόμενου (1-D CBSE) MLSE ισοσταθμιστή Με τη μερική υποστήριξη του Προγράμματος ΠΕΝΕΔ99 (Έργο: «ΙΣΟΔΙΑ»)