While selection diversity is the si

While selection diversity is the simplest case, it also yields the smallest gain in performance. Other diversity schemes such as Maximal Ratio Combining (MRC) and equal gain combining (EGC) could be considered to gauge their benefits, but that analysis is not carried out here.
Thus far, the analysis has assumed nothing other than the receiver is a BPSK demodulator and all of the available energy is available at the receiver input, as well as the channel is perfectly known. While this is useful to show trends and gauge performance relative to other spreading bandwidths, it is essential to consider the practical nature of the spread spectrum receiver. This was alluded to during the power capture per path analysis of Chapter 5 and is explored in the final section of this chapter.

6.6 Rake Receiver Implementation and Channel Estimation

The analysis has assumed the BPSK receiver can capture all of the available energy in the multipath components and combine it coherently into useful signal power. This is a very optimistic assumption and often not possible in practice. As discussed in Chapter 2, the Rake receiver must provide a correlation receiver for each of the M multipath components and weight them properly in order to capture all of the available energy. Clearly, a receiver comprised of a large number of branches has high cost both financially and in terms of power consumption. Furthermore, a finite amount of power must be devoted to estimating and tracking the multipath components. Since this analysis focuses on DS-SS, the Rake receiver architecture is of great interest since it has enormous potential for use with systems employing DS-SS, such as CDMA. Also, a frequency domain system such as spread OFDM would exhibit similar trade-offs. Therefore, this section focuses on the inevitable trade-offs associated with using a larger than required spreading bandwidth to reduce multipath fading. First the trade-off between the number of required Rake fingers for sufficient power capture and spreading bandwidth is examined. This trade-off is considered for the cases of both perfect and



132

imperfect channel estimation. Next, the performance of a Rake receiver which only captures a subset of the available paths is presented. The performance of this type of receiver is also examined in light of channel estimation. This last portion of the analysis represents the most practical system, since it is one in which there are a limited number of tương quans in the receiver and the channel must be estimated. Since it is of most interest for this study, the remainder of this chapter only considers the NLOS channels.

6.6.1 Rake Receiver Performance – Perfect Channel Estimation

In Chapter 5, component detection and eigenvector decomposition was considered to determine how much power is concentrated in each multipath component or principal eigenfunction of the power delay profile. This information can be used to gauge how a practical Rake receiver, with a finite number of tương quans (or fingers) will perform. For simplicity, we consider a single location; however the analysis can be extended to the other locations to gauge performance.
For a particular location, we assume that we would like to capture 95 percent of the available power at the receiver input. That is we need 95 percent of the power to achieve a certain QoS or BER since 100 percent capture is impractical and would never be implemented in practice. Figure 6.6 shows the power capture as a function of multipath components for the different spreading bandwidths at NLOS receiver location Rx112. The number of components for approximately 95 percent power capture is also tabulated in the figure for each of the spreading bandwidths. The CW data is not included since it represents a narrowband case, for which there is only one component and it is implied that a single finger receiver would be used to capture all of the power.
Intuitively, we see that in order to meet the same percent of captured power, we require a Rake receiver with more fingers as bandwidth is increased. For example, to capture the same amount of energy only two paths of the 25 MHz case are required relative to the 30 paths of the 500 MHz case. Figure 6.6 essentially shows that in order to achieve the benefit of reduced BER for larger spreading bandwidths (as discussed in Section 6.3), more paths must be captured. In terms of Rake complexity this means higher cost and power consumption for the additional branches.

Kết quả (Việt) 1:

Trong khi đa dạng lựa chọn là trường hợp đơn giản nhất, nó cũng mang lại tăng nhỏ trong hiệu suất. Các chương trình đa dạng như kết hợp tỷ lệ tối đa (MRC) và đạt được bằng cách kết hợp (EGC) có thể được xem xét để đánh giá lợi ích của họ, nhưng phân tích đó không được thực hiện ở đây.Như vậy đến nay, các phân tích đã cho rằng không có gì khác với người nhận là BPSK demodulator và tất cả các năng lượng có sẵn được cung cấp thu nhập, cũng như các kênh hoàn toàn được biết đến. Trong khi điều này là hữu ích để hiển thị các xu hướng và đo hiệu suất so với băng thông rộng khác, nó là cần thiết để xem xét bản chất thực của lây lan phổ nhận. Điều này đã được ám chỉ trong thời gian chiếm quyền lực cho một con đường phân tích chương 5 và được khám phá ở phần cuối cùng của chương này.Rake 6,6 nhận thực hiện và dự toán ChannelCác phân tích đã giả định người nhận BPSK có thể nắm bắt tất cả năng lượng có sẵn trong các thành phần ion và kết hợp nó thí thành hữu dụng tín hiệu điện. Đây là một giả định rất lạc quan và thường không có thể có trong thực tế. Như được thảo luận trong chương 2, Rake nhận phải cung cấp một bộ tiếp nhận sự tương quan cho mỗi thành phần ion M và trọng lượng chúng đúng cách để nắm bắt tất cả các năng lượng có sẵn. Rõ ràng, một bộ tiếp nhận bao gồm một số lượng lớn các chi nhánh có chi phí cao về tài chính và trong điều khoản của điện năng tiêu thụ. Hơn nữa, năng lượng hữu hạn phải được dành cho các ước tính và theo dõi các thành phần ion. Kể từ khi phân tích này tập trung vào DS-SS, Rake nhận kiến trúc này là rất quan tâm vì nó có tiềm năng to lớn để sử dụng với các hệ thống sử dụng DS-SS, chẳng hạn như CDMA. Ngoài ra, một hệ thống tên miền tần số như spread OFDM sẽ triển lãm tương tự như thương mại-offs. Do đó, phần này tập trung vào việc không thể tránh khỏi thương mại-offs gắn liền với việc sử dụng một lớn hơn yêu cầu lan rộng băng thông để giảm ion mờ dần. Lần đầu tiên thương mại-off giữa số lượng các yêu cầu Rake ngón tay cho đủ sức mạnh chụp và lan rộng băng thông được kiểm tra. Thương mại-off này được coi là đối với trường hợp của cả hai hoàn hảo và132 dự toán kênh không hoàn hảo. Tiếp theo, hiệu suất của một máy thu Rake mà chỉ chụp một tập hợp con của những con đường có sẵn được trình bày. Hiệu suất của các loại người nhận cũng được kiểm tra trong ánh sáng của kênh dự toán. Phần này cuối cùng của phân tích đại diện cho các hệ thống thực tế nhất, kể từ khi nó là một trong đó có một số giới hạn các tương quans trong người nhận và các kênh phải được ước tính. Kể từ khi nó quan tâm nhất cho nghiên cứu này, phần còn lại của chương này chỉ xem xét các kênh NLOS.6.6.1 rake Receiver hiệu suất-dự toán hoàn hảo ChannelỞ chương 5, phần phát hiện và eigenvector phân hủy được coi là để xác định bao nhiêu sức mạnh tập trung ở mỗi thành phần ion hoặc chính eigenfunction của quyền lực chậm trễ profile. Thông tin này có thể được sử dụng để đo lường làm thế nào một Rake nhận thực tế, với một số hữu hạn các tương quans (hoặc ngón tay) sẽ thực hiện. Để đơn giản, chúng ta xem xét một vị trí; Tuy nhiên, việc phân tích có thể mở rộng đến các địa điểm khác để đo lường hiệu suất.Cho một vị trí cụ thể, chúng tôi giả định rằng chúng tôi muốn nắm bắt 95 phần trăm của quyền lực có sẵn tại nhận đầu vào. Đó là chúng ta cần 95 phần trăm của quyền lực để đạt được một QoS hay BER vì chụp ảnh 100 phần trăm là không thực tế và sẽ không bao giờ được thực hiện trong thực tế. Hình 6.6 cho thấy việc chiếm quyền lực như một chức năng của các thành phần ion cho băng thông rộng khác nhau tại NLOS nhận điểm Rx112. Số lượng các thành phần cho khoảng 95 phần trăm năng lượng chụp tabulated cũng cho mỗi băng lây lan trong hình. Dữ liệu CW là không được bao gồm vì nó đại diện cho một trường hợp hẹp, cho đó là chỉ có một thành phần và đó là ngụ ý rằng một bộ tiếp nhận đơn ngón tay sẽ được sử dụng để nắm bắt tất cả quyền lực.Bằng trực giác, chúng ta thấy rằng để đáp ứng cùng một phần trăm năng lượng bị bắt, chúng tôi yêu cầu một bộ tiếp nhận Rake thêm ngón tay vì băng thông được tăng lên. Ví dụ, để chụp cùng một lượng năng lượng chỉ có hai con đường của các trường hợp 25 MHz được yêu cầu liên quan đến con đường 30 trường hợp 500 MHz. Hình 6.6 cơ bản cho thấy rằng để đạt được lợi ích của giảm BER cho băng thông rộng lớn hơn (như được thảo luận trong phần 6.3), thêm đường dẫn phải được chụp. Trong điều khoản của Rake phức tạp này có nghĩa là chi phí cao hơn và tiêu thụ điện năng cho các ngành bổ sung.

Kết quả (Việt) 2:

Trong khi lựa chọn đa dạng là trường hợp đơn giản nhất, nó cũng mang lại những lợi ích nhỏ nhất trong hoạt động. Chương trình đa dạng khác như Ratio Tối đa Kết hợp (MRC) và tăng bằng cách kết hợp (EGC) có thể được xem xét để đánh giá lợi ích của họ, nhưng phân tích đó không được thực hiện ở đây.
Như vậy đến nay, các phân tích đã cho rằng không có gì khác hơn so với người nhận là một BPSK giải điều chế và tất cả các năng lượng có sẵn có sẵn tại đầu vào máy thu, cũng như kênh là hoàn toàn được biết đến. Trong khi điều này là hữu ích để hiển thị các xu hướng và đánh giá hiệu suất so với băng thông truyền bá khác, nó là điều cần thiết để xem xét bản chất thực tế của người nhận phổ lây lan. Điều này đã được nhắc đến trong thời gian chụp điện mỗi phân tích đường dẫn của chương 5 và được khám phá trong phần cuối cùng của chương này.

6.6 Rake nhận thực hiện và Channel Estimation

Các phân tích đã thừa nhận BPSK có thể nắm bắt tất cả các năng lượng có sẵn trong các thành phần đa đường và kết hợp nó mạch lạc vào điện tín hiệu hữu ích. Đây là một giả định rất lạc quan và thường không thể có trong thực tế. Như đã thảo luận ở Chương 2, các máy thu Rake phải cung cấp một máy thu tương quan cho từng thành phần đa đường M và trọng lượng chúng đúng cách để nắm bắt tất cả các năng lượng có sẵn. Rõ ràng, một máy thu bao gồm một số lượng lớn của các ngành có chi phí cao cả về tài chính và về mặt tiêu thụ điện năng. Hơn nữa, một số lượng hữu hạn của quyền lực phải được dành cho việc lập dự toán và theo dõi các thành phần đa đường. Từ phân tích này tập trung vào DS-SS, kiến trúc Rake nhận được sự quan tâm rất lớn vì nó có tiềm năng to lớn để sử dụng với các hệ thống sử dụng DS-SS, chẳng hạn như CDMA. Ngoài ra, một hệ thống tên miền tần số như lây lan OFDM sẽ triển lãm tương tự như thương mại-off. Do đó, phần này tập trung vào việc đánh đổi không thể tránh khỏi liên quan với việc sử dụng băng thông truyền bá lớn hơn cần thiết để giảm đa phai. Đầu tiên là thương mại-off giữa số lượng các ngón tay Rake cần thiết để chụp điện đầy đủ và băng thông truyền bá được kiểm tra. Đổi này được coi là trường hợp của cả hai hoàn hảo và



132 dự kênh không hoàn hảo. Tiếp đó, hiệu suất của một máy thu Rake mà chỉ chụp một tập hợp con của các đường dẫn có sẵn được trình bày. Hiệu suất của loại hình này thu cũng được xem xét trong ánh sáng của ước lượng kênh. Điều này phần cuối cùng của phân tích đại diện cho các hệ thống thực tế nhất, vì nó là một trong đó có một số hạn chế về quans tương trong nhận và kênh phải được ước lượng. Kể từ khi nó được quan tâm nhất đối với nghiên cứu này, phần còn lại của chương này chỉ xem xét các kênh NLOS. Hiệu suất Receiver 6.6.1 Rake - Perfect Kênh Ước Trong Chương 5, phát hiện thành phần và eigenvector phân hủy đã được xem xét để xác bao nhiêu năng lượng được tập trung ở mỗi thành phần đa đường hoặc -hàm chính của hồ sơ chậm trễ điện. Thông tin này có thể được sử dụng để đánh giá như thế nào một máy thu Rake thực tế, với một số hữu hạn các quans tương (hoặc ngón tay) sẽ thực hiện. Để đơn giản, chúng ta hãy xem xét một địa điểm duy nhất; Tuy nhiên các phân tích có thể được mở rộng đến các địa điểm khác để đánh giá hiệu suất. Đối với một địa điểm cụ thể, chúng ta giả sử rằng chúng ta muốn chụp 95 phần trăm sức mạnh sẵn có tại đầu vào máy thu. Đó là chúng ta cần 95 phần trăm sức mạnh để đạt được một QoS hoặc BER nhất định từ 100 phần trăm chụp là không thực tế và sẽ không bao giờ được thực hiện trong thực tế. Hình 6.6 cho thấy việc bắt giữ quyền lực là một chức năng của các thành phần đa đường cho băng thông truyền bá khác nhau tại NLOS nhận vị trí Rx112. Số lượng các thành phần cho khoảng 95 phần trăm thu điện cũng được trình bày trong các con số cho mỗi băng thông rộng. Các dữ liệu CW không được bao gồm vì nó đại diện cho một trường hợp hẹp, mà chỉ có một thành phần và nó là ngụ ý rằng một máy thu ngón tay duy nhất sẽ được sử dụng để nắm bắt tất cả các quyền lực. Bằng trực giác, chúng ta thấy rằng để đáp ứng cùng phần trăm năng lượng bị bắt, chúng tôi yêu cầu một máy thu Rake với nhiều ngón tay như băng thông tăng lên. Ví dụ, để nắm bắt được cùng một lượng năng lượng chỉ có hai con đường của vụ án 25 MHz được yêu cầu tương đối so với 30 con đường của vụ án 500 MHz. Hình 6.6 cơ bản cho thấy rằng để đạt được lợi ích của việc giảm BER cho băng thông truyền bá lớn hơn (như đã thảo luận trong Phần 6.3), nhiều đường dẫn phải được giữ lại. Trong điều kiện của Rake phức tạp điều này có nghĩa chi phí cao hơn và tiêu thụ điện năng cho các ngành bổ sung.