Language
Country/Area
No result found
Фантастическое путешествие в мир оценки канала: как оптимизировать передаваемые сигналы?
В беспроводной связи информация о состоянии канала (CSI) относится к известным характеристикам канала линии связи. Он описывает, как сигнал распространяется от передатчика к приемнику, и представляет собой совокупные эффекты рассеяния, затухания и затухания на расстоянии. Оценка канала является этим методом. Получение информации о состоянии канала позволяет передачам адаптироваться к текущим условиям канала, что имеет решающее значение для достижения надежной связи на высоких скоростях передачи данных в системах с несколькими антеннами.
CSI необходимо оценить на приемнике, обычно квантовать и передать обратно передатчику.
Поэтому передатчик и приемник могут иметь разную информацию о состоянии канала. CSI передатчика и CSI приемника называются CSIT и CSIR соответственно.
Различные типы информации о состоянии канала
Информация о состоянии канала в основном разделена на два уровня: мгновенный CSI и статистический CSI. Мгновенный CSI (или кратковременный CSI) означает, что текущие условия канала известны, что можно рассматривать как знание импульсной характеристики цифрового фильтра. Это дает возможность адаптировать передаваемый сигнал так, чтобы принятый сигнал был оптимизирован для пространственного мультиплексирования или снижения коэффициента битовых ошибок.
Статистический CSI (или долгосрочный CSI) означает статистические характеристики известного канала. Это описание может включать в себя, например, тип распределения замираний, средний коэффициент усиления канала, компонент прямого обзора и пространственную корреляцию. Как и мгновенный CSI, эта информация также может использоваться для оптимизации передачи. Фактически получение CSI зависит от скорости изменения условий канала. В системах с быстрым замиранием условия канала быстро изменяются во время передачи одного информационного символа, поэтому разумным является только статистический CSI.
Напротив, в системах с медленным замиранием мгновенный CSI можно оценить с достаточной точностью и использовать для адаптации передачи в течение определенного периода времени, прежде чем он устареет.
В реальных системах существующий CSI обычно находится между этими двумя уровнями; мгновенный CSI имеет некоторую ошибку оценки/квантования и объединяется со статистической информацией.
Оценка CSI
Из-за постоянно меняющихся условий на канале мгновенную оценку CSI необходимо производить в краткосрочной перспективе. Популярным подходом является так называемая обучающая последовательность (или пилот-последовательность), в которой отправляется известный сигнал, а объединенные знания переданных и полученных сигналов используются для оценки матрицы канала.
Объединив полученные обучающие сигналы, можно оценить матрицу каналов.
При обработке сигналов существует несколько стратегий оценки CSI, наиболее распространенными из которых являются оценка методом наименьших квадратов (оценка LS) и оценка минимальной среднеквадратической ошибки (оценка MMSE). Кроме того, с развитием технологии глубокого обучения оценка информации о состоянии канала с использованием нейронных сетей начала показывать хорошие результаты и может сократить количество требуемых пилот-сигналов.
Поддержка данных и слепая оценка
В методах с использованием данных оценка канала основана на некоторых известных данных, таких как обучающие последовательности или пилотные данные, которые совместно используются передатчиком и приемником. В слепом методе оценка основана только на полученных данных без какой-либо известной последовательности передачи.
Методы, основанные на данных, требуют большей пропускной способности, но могут обеспечить более высокую точность оценки канала, чем слепая оценка.
Поэтому существует компромисс между точностью и накладными расходами между методами с использованием данных и слепой оценкой.
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что оценка информации о состоянии канала имеет решающее значение для производительности систем беспроводной связи. Будь то традиционные методы или технология глубокого обучения, будущие исследования, вероятно, продолжат оптимизировать эти технологии оценки, чтобы справиться с растущим количеством передач данных. требования. Как информация о состоянии канала повлияет на качество нашей жизни в будущем беспроводной связи?
