Αποδοτική Ισοστάθμιση Ασύρματων Τηλεπικοινωνιακών...
1
Αποδοτική Ισοστάθμιση Ασύρματων Τηλεπικοινωνιακών Διαύλων Αποδοτική Ισοστάθμιση Ασύρματων Τηλεπικοινωνιακών Διαύλων Βασισμένη σε Ομαδοποίηση Βασισμένη σε Ομαδοποίηση Η προτεινόμενη λύση: Εκτίμηση και παρακολούθηση των Εκτίμηση και παρακολούθηση των κέντρων κέντρων των ομάδων των ομάδων του ληφθέντος σήματος αντί του ίδιου του διαύλου, με του ληφθέντος σήματος αντί του ίδιου του διαύλου, με πλήρη εκμετάλλευση της συμμετρίας τους πλήρη εκμετάλλευση της συμμετρίας τους Κέρδη από τη νέα μεθοδολογία: Κέρδη από τη νέα μεθοδολογία: Πολύ μικρότερο το απαιτούμενο εύρος ζώνης για Πολύ μικρότερο το απαιτούμενο εύρος ζώνης για εκπαίδευση εκπαίδευση Απλότητα στην υλοποίηση Απλότητα στην υλοποίηση Δυνατότητα παρακολούθησης της ομαδοποίησης του Δυνατότητα παρακολούθησης της ομαδοποίησης του ληφθέντος σήματος καθώς μεταβάλλεται ο δίαυλος ληφθέντος σήματος καθώς μεταβάλλεται ο δίαυλος Βελτιστότητα Βελτιστότητα : Επίδοση ελαχίστων τετραγώνων ( : Επίδοση ελαχίστων τετραγώνων ( LS) LS) κατά την αρχική εκτίμηση των κέντρων και επίδοση κατά την αρχική εκτίμηση των κέντρων και επίδοση ελαχίστων μέσων τετραγώνων ελαχίστων μέσων τετραγώνων (LMS) (LMS) κατά την κατά την παρακολούθησή τους, με παρακολούθησή τους, με Δραματικά χαμηλότερη υπολογιστική Δραματικά χαμηλότερη υπολογιστική πολυπλοκότητα πολυπλοκότητα Σέργιος Θεοδωρίδης Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Πανεπιστήμιο Αθηνών Ελευθέριος Κοφίδης Τμήμα Στατιστικής και Ασφαλιστικής Επιστήμης Πανεπιστήμιο Πειραιά Με τη μερική υποστήριξη του Προγράμματος ΠΕΝΕΔ99 (Έργο: «ΙΣΟΔΙΑ») Μερικές σχετικές εργασίες: Μερικές σχετικές εργασίες: 1) 1) K. Georgoulakis and S. Theodoridis, “Efficient clustering K. Georgoulakis and S. Theodoridis, “Efficient clustering techniques for channel equalization in hostile environments,” techniques for channel equalization in hostile environments,” Signal Processing Signal Processing , vol. 58, pp. 153-164, 1997. , vol. 58, pp. 153-164, 1997. 2) 2) Y. Kopsinis and S. Theodoridis, “An efficient low complexity Y. Kopsinis and S. Theodoridis, “An efficient low complexity technique for MLSE equalizers for linear and nonlinear technique for MLSE equalizers for linear and nonlinear channels,” channels,” IEEE Trans. Signal Processing IEEE Trans. Signal Processing , vol. 51, no. 12, pp. 3236- , vol. 51, no. 12, pp. 3236- 3248, Dec. 2003. 3248, Dec. 2003. 3) 3) Y. Kopsinis and S. Theodoridis, “A novel cluster-based MLSE Y. Kopsinis and S. Theodoridis, “A novel cluster-based MLSE equalizer for equalizer for M M -PAM signaling schemes,” -PAM signaling schemes,” Signal Processing Signal Processing , vol. , vol. 83, pp. 1905-1918, 2003. 83, pp. 1905-1918, 2003. 4) 4) E. Kofidis, Y. Kopsinis, and S. Theodoridis, “On the least- E. Kofidis, Y. Kopsinis, and S. Theodoridis, “On the least- squares performance of a novel efficient center estimation squares performance of a novel efficient center estimation method for clustering-based MLSE equalization,” method for clustering-based MLSE equalization,” Proc. EUSIPCO- Proc. EUSIPCO- 2004, 2004, pp. 469-472, Vienna, Austria, Sept. 2004. pp. 469-472, Vienna, Austria, Sept. 2004. 5) 5) Y. Kopsinis, S. Theodoridis, and E. Kofidis, “An efficient Y. Kopsinis, S. Theodoridis, and E. Kofidis, “An efficient low complexity clustering-based MLSE equalizer for frequency- low complexity clustering-based MLSE equalizer for frequency- selective fading channels,” selective fading channels,” Proc. EUSIPCO-2004 Proc. EUSIPCO-2004 , pp. 849-852, , pp. 849-852, Vienna, Austria, Sept. 2004. Vienna, Austria, Sept. 2004. Ιωάννης Κοψίνης School of Engineering and Electronics Institute for Digital Communications Signals and Systems Group University of Edinburgh, UK Ισοστάθμιση διαύλου: Επεξεργασία του ληφθέντος Ισοστάθμιση διαύλου: Επεξεργασία του ληφθέντος σήματος με στόχο την ορθή λήψη της ακολουθίας σήματος με στόχο την ορθή λήψη της ακολουθίας συμβόλων που εκπέμφθηκε. συμβόλων που εκπέμφθηκε. Ισοστάθμιση διαύλου Σε ασύρματους διαύλους είναι επιθυμητό το Σε ασύρματους διαύλους είναι επιθυμητό το σχήμα ισοστάθμισης με σχήμα ισοστάθμισης με Εκτίμηση Ακολουθίας Εκτίμηση Ακολουθίας Μέγιστης Πιθανοφάνειας Μέγιστης Πιθανοφάνειας (MLSE) (MLSE) Χαρακτηριστικά: Χαρακτηριστικά: Ανάγκη ταυτοποίησης και παρακολούθησης Ανάγκη ταυτοποίησης και παρακολούθησης του διαύλου του διαύλου Πολύ υψηλή υπολογιστική πολυπλοκότητα Πολύ υψηλή υπολογιστική πολυπλοκότητα Ορισμός: Ορισμός: Τοποθέτηση του προβλήματος: Τοποθέτηση του προβλήματος: Νέα οπτική γωνία στο πρόβλημα: Νέα οπτική γωνία στο πρόβλημα: Η ισοστάθμιση διαύλου ως Η ισοστάθμιση διαύλου ως πρόβλημα ταξινόμησης πρόβλημα ταξινόμησης . . Η πληροφορία του διαύλου βρίσκεται στον Η πληροφορία του διαύλου βρίσκεται στον τρόπο που τρόπο που ομαδοποιούνται ομαδοποιούνται τα δείγματα της τα δείγματα της εξόδου του εξόδου του Παρατήρηση κλειδί: Ο ισοσταθμιστής Παρατήρηση κλειδί: Ο ισοσταθμιστής MLSE MLSE χρειάζεται στην πραγματικότητα τα χρειάζεται στην πραγματικότητα τα κέντρα κέντρα αυτών των ομάδων, όχι γνώση του διαύλου. αυτών των ομάδων, όχι γνώση του διαύλου. Κέρδη: Κέρδη: Εξάλειψη της ανάγκης ταυτοποίησης και Εξάλειψη της ανάγκης ταυτοποίησης και παρακολούθησης των παρακολούθησης των παραμέτρων παραμέτρων του του διαύλου (εφαρμοσιμότητα και σε μη- διαύλου (εφαρμοσιμότητα και σε μη- γραμμικούς διαύλους) γραμμικούς διαύλους) Δυνατότητα εκμετάλλευσης των συμμετριών Δυνατότητα εκμετάλλευσης των συμμετριών στις ομάδες των δειγμάτων της εξόδου στις ομάδες των δειγμάτων της εξόδου προκειμένου να μειωθεί δραστικά το προκειμένου να μειωθεί δραστικά το υπολογιστικό κόστος. υπολογιστικό κόστος. Ιεραρχικός μηχανισμός δημιουργίας των ομάδων στην έξοδο του διαύλου Υπολογιστική πολυπλοκότητα συμβατικού (LMS-MLSE) και προτεινόμενου (1-D CBSE) MLSE ισοσταθμιστή Συγκριτική επίδοση στην εκτίμηση και παρακολούθηση των κέντρων Διατήρηση της ιεραρχικής δομής των ομάδων κατά τη χρονική μεταβολή του διαύλου
description
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 - PowerPoint PPT Presentation
Transcript of Αποδοτική Ισοστάθμιση Ασύρματων Τηλεπικοινωνιακών...
Αποδοτική Ισοστάθμιση Ασύρματων Τηλεπικοινωνιακών ΔιαύλωνΑποδοτική Ισοστάθμιση Ασύρματων Τηλεπικοινωνιακών ΔιαύλωνΒασισμένη σε ΟμαδοποίησηΒασισμένη σε Ομαδοποίηση
Η προτεινόμενη λύση:
Εκτίμηση και παρακολούθηση των Εκτίμηση και παρακολούθηση των κέντρων κέντρων των ομάδων του ληφθέντος των ομάδων του ληφθέντος σήματος αντί του ίδιου του διαύλου, με πλήρη εκμετάλλευση της σήματος αντί του ίδιου του διαύλου, με πλήρη εκμετάλλευση της συμμετρίας τουςσυμμετρίας τουςΚέρδη από τη νέα μεθοδολογία:Κέρδη από τη νέα μεθοδολογία:
Πολύ μικρότερο το απαιτούμενο εύρος ζώνης για εκπαίδευσηΠολύ μικρότερο το απαιτούμενο εύρος ζώνης για εκπαίδευσηΑπλότητα στην υλοποίηση Απλότητα στην υλοποίηση Δυνατότητα παρακολούθησης της ομαδοποίησης του ληφθέντος Δυνατότητα παρακολούθησης της ομαδοποίησης του ληφθέντος σήματος καθώς μεταβάλλεται ο δίαυλοςσήματος καθώς μεταβάλλεται ο δίαυλοςΒελτιστότηταΒελτιστότητα: Επίδοση ελαχίστων τετραγώνων (: Επίδοση ελαχίστων τετραγώνων (LS)LS) κατά την κατά την αρχική εκτίμηση των κέντρων και επίδοση ελαχίστων μέσων αρχική εκτίμηση των κέντρων και επίδοση ελαχίστων μέσων τετραγώνων τετραγώνων (LMS)(LMS) κατά την παρακολούθησή τους, με κατά την παρακολούθησή τους, με
Δραματικά χαμηλότερη υπολογιστική πολυπλοκότηταΔραματικά χαμηλότερη υπολογιστική πολυπλοκότητα
Σέργιος ΘεοδωρίδηςΤμήμα Πληροφορικής και ΤηλεπικοινωνιώνΠανεπιστήμιο Αθηνών
Ελευθέριος ΚοφίδηςΤμήμα Στατιστικής και Ασφαλιστικής ΕπιστήμηςΠανεπιστήμιο Πειραιά
Με τη μερική υποστήριξη του Προγράμματος ΠΕΝΕΔ99 (Έργο: «ΙΣΟΔΙΑ»)
Μερικές σχετικές εργασίες:Μερικές σχετικές εργασίες:
1)1) K. Georgoulakis and S. Theodoridis, “Efficient clustering techniques for channel K. Georgoulakis and S. Theodoridis, “Efficient clustering techniques for channel equalization in hostile environments,” equalization in hostile environments,” Signal ProcessingSignal Processing, vol. 58, pp. 153-164, 1997., vol. 58, pp. 153-164, 1997.
2)2) Y. Kopsinis and S. Theodoridis, “An efficient low complexity technique for MLSE Y. Kopsinis and S. Theodoridis, “An efficient low complexity technique for MLSE equalizers for linear and nonlinear channels,” equalizers for linear and nonlinear channels,” IEEE Trans. Signal ProcessingIEEE Trans. Signal Processing, vol. 51, , vol. 51, no. 12, pp. 3236-3248, Dec. 2003.no. 12, pp. 3236-3248, Dec. 2003.
3)3) Y. Kopsinis and S. Theodoridis, “A novel cluster-based MLSE equalizer for Y. Kopsinis and S. Theodoridis, “A novel cluster-based MLSE equalizer for MM-PAM -PAM signaling schemes,” signaling schemes,” Signal ProcessingSignal Processing, vol. 83, pp. 1905-1918, 2003. , vol. 83, pp. 1905-1918, 2003.
4)4) E. Kofidis, Y. Kopsinis, and S. Theodoridis, “On the least-squares performance of a E. Kofidis, Y. Kopsinis, and S. Theodoridis, “On the least-squares performance of a novel efficient center estimation method for clustering-based MLSE equalization,” novel efficient center estimation method for clustering-based MLSE equalization,” Proc. EUSIPCO-2004,Proc. EUSIPCO-2004,pp. 469-472, Vienna, Austria, Sept. 2004. pp. 469-472, Vienna, Austria, Sept. 2004.
5)5) Y. Kopsinis, S. Theodoridis, and E. Kofidis, “An efficient low complexity clustering-Y. Kopsinis, S. Theodoridis, and E. Kofidis, “An efficient low complexity clustering-based MLSE equalizer for frequency-selective fading channels,” based MLSE equalizer for frequency-selective fading channels,” Proc. EUSIPCO-2004Proc. EUSIPCO-2004, , pp. 849-852, Vienna, Austria, Sept. 2004. pp. 849-852, Vienna, Austria, Sept. 2004.
Ιωάννης ΚοψίνηςSchool of Engineering and ElectronicsInstitute for Digital CommunicationsSignals and Systems GroupUniversity of Edinburgh, UK
Ισοστάθμιση διαύλου: Επεξεργασία του ληφθέντος σήματος με στόχο την Ισοστάθμιση διαύλου: Επεξεργασία του ληφθέντος σήματος με στόχο την ορθή λήψη της ακολουθίας συμβόλων που εκπέμφθηκε.ορθή λήψη της ακολουθίας συμβόλων που εκπέμφθηκε.
Ισοστάθμιση διαύλου
Σε ασύρματους διαύλους είναι επιθυμητό το σχήμα Σε ασύρματους διαύλους είναι επιθυμητό το σχήμα ισοστάθμισης με ισοστάθμισης με Εκτίμηση Ακολουθίας Μέγιστης Εκτίμηση Ακολουθίας Μέγιστης Πιθανοφάνειας Πιθανοφάνειας (MLSE)(MLSE)Χαρακτηριστικά:Χαρακτηριστικά:
Ανάγκη ταυτοποίησης και παρακολούθησης του Ανάγκη ταυτοποίησης και παρακολούθησης του διαύλουδιαύλουΠολύ υψηλή υπολογιστική πολυπλοκότηταΠολύ υψηλή υπολογιστική πολυπλοκότητα
Ορισμός:Ορισμός: Τοποθέτηση του προβλήματος:Τοποθέτηση του προβλήματος:
Νέα οπτική γωνία στο πρόβλημα: Νέα οπτική γωνία στο πρόβλημα: Η ισοστάθμιση διαύλου ως Η ισοστάθμιση διαύλου ως πρόβλημα ταξινόμησηςπρόβλημα ταξινόμησης. . Η πληροφορία του διαύλου βρίσκεται στον τρόπο που Η πληροφορία του διαύλου βρίσκεται στον τρόπο που ομαδοποιούνται ομαδοποιούνται τα δείγματα της εξόδου τουτα δείγματα της εξόδου τουΠαρατήρηση κλειδί: Ο ισοσταθμιστής Παρατήρηση κλειδί: Ο ισοσταθμιστής MLSEMLSE χρειάζεται χρειάζεται στην πραγματικότητα τα στην πραγματικότητα τα κέντρακέντρα αυτών των ομάδων, όχι αυτών των ομάδων, όχι γνώση του διαύλου. γνώση του διαύλου. Κέρδη: Κέρδη:
Εξάλειψη της ανάγκης ταυτοποίησης και Εξάλειψη της ανάγκης ταυτοποίησης και παρακολούθησης των παρακολούθησης των παραμέτρων παραμέτρων του διαύλου του διαύλου (εφαρμοσιμότητα και σε μη-γραμμικούς διαύλους)(εφαρμοσιμότητα και σε μη-γραμμικούς διαύλους)Δυνατότητα εκμετάλλευσης των συμμετριών στις Δυνατότητα εκμετάλλευσης των συμμετριών στις ομάδες των δειγμάτων της εξόδου προκειμένου να ομάδες των δειγμάτων της εξόδου προκειμένου να μειωθεί δραστικά το υπολογιστικό κόστος.μειωθεί δραστικά το υπολογιστικό κόστος.
Ιεραρχικός μηχανισμός δημιουργίαςτων ομάδων στην έξοδο του διαύλου
Υπολογιστική πολυπλοκότητα συμβατικού (LMS-MLSE) και προτεινόμενου (1-D CBSE) MLSE ισοσταθμιστή
Συγκριτική επίδοση στην εκτίμηση και παρακολούθηση των κέντρων
Διατήρηση της ιεραρχικής δομής των ομάδων κατά τη χρονική μεταβολή του διαύλου
