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El secreto del CSI instantáneo y el CSI estadístico: ¿Conoce la diferencia entre ellos?
En las comunicaciones inalámbricas, la información del estado del canal (CSI) son las características conocidas del canal del enlace de comunicación. Esta información describe cómo se propaga la señal desde el transmisor al receptor y refleja múltiples factores que influyen, como la dispersión, el desvanecimiento y el desvanecimiento. atenuación de potencia que disminuye con la distancia. Comprender la adquisición y aplicación de CSI es crucial para mejorar la confiabilidad de la comunicación y la velocidad de transmisión de datos.
El CSI debe estimarse en el receptor y, por lo general, debe cuantificarse y retroalimentarse al transmisor, por lo que puede haber diferentes CSI entre el transmisor y el receptor. El CSI del transmisor se llama CSIT (Información del estado del canal en el transmisor) y el CSI del receptor se llama CSIR (Información del estado del canal en el receptor).
Información de estado de dos canales
En el campo de CSI, hay dos niveles principales, a saber, CSI instantáneo (CSI instantáneo) y CSI estadístico (CSI estadístico).
El CSI instantáneo representa que se conoce la condición actual del canal y se puede considerar que comprende la respuesta al impulso del filtro digital. Esta información se puede utilizar para ajustar la señal transmitida para adaptarla a la respuesta al impulso, optimizando así la señal recibida, logrando multiplexación espacial o reduciendo la tasa de error de bits.
CSI estadístico significa las características estadísticas del canal conocido, incluido el tipo de distribución del desvanecimiento, la ganancia promedio del canal, el componente de línea de visión y la correlación espacial, etc. Esta información también se puede utilizar para optimizar la transmisión.
La adquisición de CSI está limitada por la velocidad de cambio de las condiciones del canal. En sistemas de desvanecimiento rápido, las condiciones del canal cambian rápidamente bajo la transmisión de una sola señal, por lo que el uso de CSI estadístico es más razonable. En un sistema de desvanecimiento lento, el CSI instantáneo se puede estimar con relativa precisión y se pueden realizar ajustes de la transmisión durante mucho tiempo antes de que falle. En los sistemas reales, el CSI obtenido suele estar entre los dos, es decir, el CSI instantáneo tiene un cierto error de estimación/cuantificación y se utiliza en combinación con información estadística.
Método de estimación CSI
Debido a los cambios en las condiciones del canal, es necesario estimar el CSI instantáneo en el corto plazo. Un enfoque popular adoptado es una secuencia de entrenamiento (o secuencia de arranque), donde se envía una señal conocida para estimar la matriz del canal.
En la secuencia de entrenamiento, se obtiene una señal conocida a partir de la respuesta del extremo receptor para obtener una estimación del canal, lo que permite ajustar y optimizar el proceso de transmisión de manera más efectiva.
Ya sea una estimación de mínimos cuadrados (estimación de mínimos cuadrados) o una estimación de error cuadrático medio mínimo (estimación MMSE), se deben considerar las características estadísticas del canal y el ruido para reducir los errores de estimación del canal. En algunos casos, se ha demostrado que la utilización de redes neuronales en el aprendizaje profundo para la estimación de la información del estado del canal logra un mejor rendimiento con menos señales de guía.
Asistencia de datos y estimación ciega
La estimación CSI también incluye dos métodos: estimación ciega y asistida por datos. En los métodos asistidos por datos, la estimación se basa en datos conocidos tanto por el transmisor como por el receptor, como las secuencias de entrenamiento, mientras que en la estimación ciega, solo se confía en los datos recibidos y se ignora la información conocida de la señal transmitida.
Los métodos asistidos por datos suelen proporcionar estimaciones de canales más precisas, pero requieren más ancho de banda o una mayor sobrecarga de gestión.
Conclusión
El CSI instantáneo y el CSI estadístico son de importancia fundamental en las redes de comunicación inalámbrica, y sus respectivas ventajas y desventajas afectan la calidad y eficiencia de la comunicación. Estos conceptos no son sólo el núcleo de la teoría de la comunicación inalámbrica, sino también una parte integral de la aplicación práctica de las redes inalámbricas. Frente a la creciente demanda de datos, ¿cómo elegir una estrategia CSI adecuada para mantener la estabilidad y la velocidad de la comunicación puede convertirse en una cuestión importante en el desarrollo tecnológico futuro?
