Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield trong hệ thống CDMA

Bài này giới thiệu một loại máy thu đa truy nhập sử dụng mạng Hopfield bằng cách kết hợp thuật toán cận tối ưu với khả năng hội tụ nhanh của mạng neural. Abstract This paper introduces a novel multi-user receiver, Hopfield network receiver, which combines fast convergence of neural network with the asymptotically optimum algorithm. Trong thời gian gần đây, hệ thống thông tin trải phổ (Spread Spectrum Communication System) đã được xem xét rộng rãi do quá trình thực hiện đã dễ dàng hơn. Hệ thống thông tin SS có khả năng chống fading đa...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield trong hệ thống CDMA Tách sóng đa truy nhập dùng mạng Hopfield trong hệ thống CDMA Multiuser Detection using a Hopfield network for CDMA system ThS. Phạm Hùng Kim Khánh Tóm tắt Bài này giới thiệu một loại máy thu đa truy nhập sử dụng mạng Hopfield bằngcách kết hợp thuật toán cận tối ưu với khả năng hội tụ nhanh của mạng neural. Abstract This paper introduces a novel multi-user receiver, Hopfield network receiver,which combines fast convergence of neural network with the asymptotically optimumalgorithm. I. GIỚI THIỆU Trong thời gian gần đây, hệ thống thông tin trải phổ (Spread Spectrum Communication System) đãđược xem xét rộng rãi do quá trình thực hiện đã dễ dàng hơn. Hệ thống thông tin SS có khả năng chốngfading đa đường và chống nhiễu cao. CDMA (Code Division Multiple Access) là một ứng dụng của hệthống trải phổ. Trong hệ thống CDMA, tách sóng đa truy nhập (MUD - multi-user detection) là một trongnhững bài toán cơ sở của thông tin di động. Do tính thực thi kém của máy thu đơn kênh cổ điển nên MUDtrở thành vấn đề chính trong hệ thống CDMA. Verdú đã chứng minh rằng lời giải tối ưu tương đương vớiquá trình cực tiểu hóa bài toán bậc hai nhưng quá trình tìm nghiệm tối ưu sẽ rất phức tạp khi số lượng usertrong hệ thống tăng cao. Do đó, thông thường các thuật toán chỉ thực hiện tìm các lời giải cận tối ưu. MạngHopfield là một trong những phương pháp phổ biến sử dụng cho mục đích này. II. MÔ HÌNH HỆ THỐNG Xét kênh truyền có K user với nhiễu cộng Gaussian: K y(t) = ∑ k =1 A k b k s k (t) + σn(t) , t ∈ [0,T] (1) trong đó T: chu kỳ symbol sk(t): dạng sóng nhận dạng của cho user thứ k, chuẩn hoá với năng lượng đơn vị. T ∫ 2 sk = s k (t)dt = 1 (2) 0 Giả sử tín hiệu nhận dạng bằng 0 ở ngoài khoảng [0,T] nên không tồn tại giao thoa liên ký tự(intersymbol interference). Ak: biên độ thu được của user k. Giá trị A 2 là năng lượng của user k. k bk∈{-1,+1}: chuỗi bit truyền của user thứ k n(t): nhiễu Gaussian với mật độ phổ đơn vị. Nó thường dùng cho mô hình nhiễu nhiệt và nguồnnhiễu không liên quan đến quá trình truyền. Công suất nhiễu trên băng thông B là σ2B. Mô hình máy thu dùng bộ lọc thích hợp, còn gọi là máy thu RAKE cổ điển (Conventional RAKE detector): y1 MF user 1 y2 MF user 2 r(t) yK MF user K Hình 1 - Mô hình ngõ ra của bộ lọc thích hợp Ngõ ra bộ lọc thích hợp của user thứ k: T yk = ∫ 0 y(t)s k (t)dt = Ak bk + ∑ A jb jρ jk + n(k) (3) j≠ k Ta có thể biểu diễn phương trình (3) ở dạng vector như sau: y = RAb + n (4) trong đó: y = {y1,..,yK}T b = {b1,..,bK}T ⎡ A1 0 K 0 ⎤ ⎢0 A K 0 ⎥ A= ⎢ 2 ⎥ ⎢ M M K M ⎥ ⎢ ⎥ ⎣0 0 K AK ⎦ n là vector ngẫu nhiên Gaussian có trung bình bằng 0. Trong trường hợp kênh truyền không trực giao thì sẽ tồn tại ảnh hưởng của các user còn lại (MAI –Multiple Access Interference). Theo Verdú, xác suất lỗi của hệ thống ứng với trường hợp 2 user và K user là: 1 ⎛ A1 − A 2ρ ⎞ 1 ⎛ A1 + A 2ρ ⎞ Q 2 ...