การประมาณช่องสัญญาณแบบบอดโดยใช้อัลกอริทึมกำลังสองเฉลี่ยน้อยที่สุด ที่ถูกนอร์มอลไลซ์สำหรับมัลติยูสเซอร์ดีเทกเตอร์ที่ปรับตัวได้แบบกลุ่ม-บอด

Abstract

เสนอวิธีการปรับปรุงการประมาณช่องสัญญาณต่อเนื่องแบบบอด ด้วยการประยุกต์ใช้อัลกอริทึมกำลังสองเฉลี่ยน้อยที่สุดที่ถูกนอร์มอลไลซ์ (Normalized least mean square: NLMS) ในสภาพแวดล้อมที่ช่องสัญญาณพหุวิถีมีการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ การประมาณช่องสัญญาณต่อเนื่องแบบบอด (Blind sequential channel estimation method) ดั้งเดิมซึ่งประยุกต์ใช้อัลกอริทึมคาลแมนถูกพัฒนาขึ้นเพื่อลดความซับซ้อน ของวิธีการประมาณช่องสัญญาณแบบบอดมาตรฐาน แต่การประมาณช่องสัญญาณต่อเนื่องแบบบอดด้วยอัลกอรทึมแบบคาลแมน ยังคงมีความซับซ้อนทางการคำนวณที่สูงในระดับ O(N2) โดยที่ N มีค่าเท่ากับ ความยาวของผลตอบสนองอิมพัลส์ทั้งหมด ดังนั้นในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้จึงเสนอวิธีการปรับปรุง การประมาณช่องสัญญาณต่อเนื่องแบบบอดให้มีความซับซ้อนทางการคำนวณที่ลดลง โดยการประยุกต์ใช้อัลกอริทึม NLMS ด้วยเหตุผลที่ว่า อัลกอริทึม NLMS มีความซับซ้อนทางการคำนวณที่ต่ำในระดับ O(N) มีเสถียรภาพที่ดีและสามารถนำมาใช้งาน กับวิธีการประมาณช่องสัญญาณอย่างต่อเนื่องแบบบอด ซึ่งจะมีลักษณะของสัญญาณอินพุตเป็นแบบเวกเตอร์อิสระเชิงสถิติ (Statistically independent vector) ได้เช่นเดียวกับอัลกอริทึมคาลแมน จากการจำลองแบบในกรณีที่ค่าเริ่มต้นผลตอบสนองช่องสัญญาณเป็นแบบค่าสุ่ม หลังจากการปรับค่าคงที่การปรับตัวได้และค่าเริ่มต้น K[0] ของอัลกอริทึม NLMS และอัลกอริทึมคาลแมนตามลำดับ ให้มีค่าเหมาะสมแล้ว จะได้ = 1 และ K[0] = 0.1*I พบว่า การประมาณช่องสัญญาณต่อเนื่องแบบบอดด้วยอัลกอริทึม NLMS จะมีค่า NMSE ของการประมาณช่องสัญญาณที่น้อยกว่าในช่วงที่ SNR มีค่า 3-19 dB ทำให้ดีเทกเตอร์แบบกลุ่ม-บอดชนิดผสมรูปแบบที่ 2 ที่ถูกสร้างขึ้นมีประสิทธิภาพที่ดีกว่า โดยจะมีค่า BER ที่ต่ำกว่าประมาณ 30-70% ในช่วงที่ SNR มีค่า 6-19 dB และในกรณีที่ค่าเริ่มต้นผลตอบสนองช่องสัญญาณเป็นค่าที่ดี หลังจากการปรับค่าคงที่การปรับตัวได้ และค่าเริ่ม K[0] ของอัลกอริทึม NLMS และอัลกอริทึมคาลแมนตามลำดับ ให้มีค่าเหมาะสมแล้ว จะได้ = 0.00002 และ K[0] = 0.0001*I พบว่า การประมาณช่องสัญญาณต่อเนื่องแบบบอดด้วยอัลกอริทึม NLMS จะมีค่า NMSE ของการประมาณช่องสัญญาณที่น้อยกว่าในช่วงที่ SNR มีค่า 0-20 dB ทำให้ดีเทกเตอร์แบบกลุ่ม-บอดชนิดผสมรูปแบบที่ 2 ที่ถูกสร้างมีประสิทธิภาพที่ดีกว่ามาก โดยจะมีค่า BER ที่ต่ำกว่าประมาณ 1-60% ในช่วงที่ SNR มีค่า 6-20 dB นอกจากนี้เมื่อดีเทกเตอร์แบบกลุ่ม-บอดชนิดผสม รูปแบบที่ 2 โดยเฉพาะที่ถูกสร้างขึ้นจากการประมาณช่องสัญญาณต่อเนื่องแบบบอด ด้วยอัลกอริทึมแบบ NLMS โดยใช้ค่าเริ่มต้นของผลตอบสนองช่องสัญญาณเป็นค่าที่ดี จะมีสมรรถนะที่ดีกว่าการใช้ค่าเริ่มต้นผลตอบสนองช่องสัญญาณเป็นแบบค่าสุ่มโดยจะมีค่า BER ที่ต่ำกว่าประมาณ 12-96% สุดท้ายเมื่อพิจารณาการประมาณช่องสัญญาณต่อเนื่องแบบบอดด้วยอัลกอริทึม NLMS โดยใช้ค่าเริ่มต้นผลตอบสนองช่องสัญญาณที่ดีข้างต้นจะนำไปสู่การพัฒนาเครื่องรับที่ปรับตัวได้รูปแบบใหม่ที่เมตริกซ์ช่องสัญญาณที่ถูกสร้างไม่มีการเปลี่ยนแปลงตามช่วงการส่งข้อมูล ซึ่งเครื่องรับรูปแบบใหม่นี้จะทำงานได้ดีเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่คงที่ หรือมีการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆเท่านั้น