bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2021-19-1-11-20bsuir-2987Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSДва подхода к совместному обнаружению сигналов при наличии замираний в канале связиTwo approaches to multiuser detection over fading channelsТузлуковВ. П.TuzlukovV. P.

Тузлуков Вячеслав Петрович -  д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой технической эксплуатации авиационного и радиоэлектронного оборудования

220096, г. Минск, ул. Уборевича, 77

Tuzlukov Vyacheslav Petrovich -  D.Sci, Professor, Head of the Technical Maintenance of Aviation and Radio Electronic Equipment Department

220096, Minsk, Uborevich str., 77

slava.tuzlukov@mail.ruБелорусская государственная академия авиацииBelarussian State Aviation Academy2021230220211911120Copyright © Тузлуков В.П., 20212021Тузлуков В.П.Tuzlukov V.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/2987

В настоящей работе предлагаются две различные структуры приемных устройств, совместимых с технологией множественного доступа с разделением каналов при наличии антенной решетки и замираний в каналах связи. Анализируются характеристики двух различных структур коллективных обнаружителей для восходящего или нисходящего каналов связи. Число приемных антенн может быть ограничено в нисходящем канале из-за малого размера приемного устройства мобильной станции. Какие-либо специфические последовательности не рассматриваются. Предполагается синхронизированная система, но она может быть легко сведена к асинхронной системе. Первый обнаружитель использует распределенный декоррелятор, в котором декорреляция выполняется на выходе каждого элемента антенной решетки независимо, и выходы комбинируются согласно максимальному отношению сигнал/помеха. Другой обнаружитель является централизованным декоррелятором, в котором декорреляция выполняется одновременно на всех выходах элементов антенной решетки. Проводится сравнительный анализ распределенного декоррелятора, когда декорреляция сигнала выполняется каждым элементом антенной решетки, и централизованного декоррелятора, когда декорреляция выполняется совместно один раз. Использование распределенного декоррелятора позволяет получать лучшие характеристики системы при наличии гладких замираний в канале связи. Распределенный и централизованный обнаружители обеспечивают одинаковую характеристику при наличии аддитивного белого шума в канале связи. Тем не менее распределенный декоррелятор обладает лучшей характеристикой при наличии замираний в канале связи.

In this paper, two different receiver structures to multiuser detection that are appropriate for the code-division multiple-access systems with antenna arrays in fading channels are investigated and compared. We analyze and compare the performance of the two different multiuser detection structures for uplink or downlink channels. The number of elements of receiving antenna array may be limited in the downlink channel due to the small size of receivers. We assume a synchronous system, but it can be easily extended to an asynchronous system. The first approach is based on the distributed decorrelator where the signal decorrelation is performed by each receiving antenna element independently and decorrelated outputs are combined according to the maximum ratio. The second approach is the central decorrelator where the signal decorrelation is performed once collectively on the outputs from all elements of receiving antenna array. Both decorrelators provide the same performance in the additive white Gaussian noise channels. The distributed decorrelator provides the better performance in flat fading channels. We employ the decorrelator to demonstrate our results. The results discussed in the present paper can be extended to other configurations such as the blind adaptive space-time multiuser detection.

антенная решеткамножественный доступ с кодовым разделением каналовзамирания в канале связиколлективное обнаружениеantenna arraycode-division multiple-access (CDMA)fading channelsmultiuser detectionReferencesJinchen Bao, Zcheng Ma, Karagiannidis G.K. Ming Xao, Zhongliang Zhu. Joint multiuser detection of multidimensional constellation over fading channels. IEEE Transactions on Communications. 2017;65(1):504-507.Jinchen Bao, Zcheng Ma, Karagiannidis G.K. Ming Xao, Zhongliang Zhu. Joint multiuser detection of multidimensional constellation over fading channels. IEEE Transactions on Communications. 2017;65(1):504-507.Vempati S.R., Khan H., Tipparti A. Multiuser detection using particle swarm optimization over fading channels with impulsive noise. Journal of Communications. 2016;11(1):23-32.Vempati S.R., Khan H., Tipparti A. Multiuser detection using particle swarm optimization over fading channels with impulsive noise. Journal of Communications. 2016;11(1):23-32.Wang D., Duan T. The multiuser detection under fading channel. Digital Signal Processing. 2014;21(1):59-63.Wang D., Duan T. The multiuser detection under fading channel. Digital Signal Processing. 2014;21(1):59-63.Tarokh V., Seshadri N., Calderbank A.R. Space-time codes for high data rate wireless communications: Performance criterion and code construction. IEEE Transactions on Information Theory. 1998;44(2):744-765.Tarokh V., Seshadri N., Calderbank A.R. Space-time codes for high data rate wireless communications: Performance criterion and code construction. IEEE Transactions on Information Theory. 1998;44(2):744-765.Alamouti A. A simple transmit diversity technique for wireless communications. IEEE Journal on Selected Areas of Communications. 1998;16(8):1451-1458.Alamouti A. A simple transmit diversity technique for wireless communications. IEEE Journal on Selected Areas of Communications. 1998;16(8):1451-1458.Moghaddam S.S., Sadeghi H. A new combination of RAKE receiver and adaptive antenna array beamformer for multiuser detection in WCDMA systems. International Journal of Antennas and Propagation. 2011. Article ID 208301. Doi:10.1155/2011/208301.Moghaddam S.S., Sadeghi H. A new combination of RAKE receiver and adaptive antenna array beamformer for multiuser detection in WCDMA systems. International Journal of Antennas and Propagation. 2011. Article ID 208301. Doi:10.1155/2011/208301.Haddad R. BER performance of antenna array-based receiver using multiuser detection in a multipath channel. International Journal of Wireless & Mobile Networks (IJWMN). 2013;5(3):93-102.Haddad R. BER performance of antenna array-based receiver using multiuser detection in a multipath channel. International Journal of Wireless & Mobile Networks (IJWMN). 2013;5(3):93-102.Communications systems: new research. Ed.: V.P. Tuzlukov. New York: NOVA Science Publishers, Inc.; 2013:423.Communications systems: new research. Ed.: V.P. Tuzlukov. New York: NOVA Science Publishers, Inc.; 2013:423.Tuzlukov V.P. Contemporary issues in wireless communications. Chapter 4: Signal processing by generalized receiver in DS-CDMA wireless communications systems. Croatia: INTECH; 2014:79-158.Tuzlukov V.P. Contemporary issues in wireless communications. Chapter 4: Signal processing by generalized receiver in DS-CDMA wireless communications systems. Croatia: INTECH; 2014:79-158.Tuzlukov V.P. Advances in communications and media research. Chapter 6: Detection of spatially distributed signals by generalized receiver using radar sensor array in wireless communication. New York: NOVA Science Publishers, Inc.; 2015:143-173.Tuzlukov V.P. Advances in communications and media research. Chapter 6: Detection of spatially distributed signals by generalized receiver using radar sensor array in wireless communication. New York: NOVA Science Publishers, Inc.; 2015:143-173.Reynolds D., Wang X., Poor H.V. Blind adaptive space-time multiuser detection with multiple transmitter and receiver antennas. IEEE Transactions on Signal Processing. 2002;50(6):1261-1276.Reynolds D., Wang X., Poor H.V. Blind adaptive space-time multiuser detection with multiple transmitter and receiver antennas. IEEE Transactions on Signal Processing. 2002;50(6):1261-1276.Bury K. Statistic distributions in engineering. Cambridge, U.K.: Cambridge University Press; 1999.Bury K. Statistic distributions in engineering. Cambridge, U.K.: Cambridge University Press; 1999.Grimmett G.R., Stizaker D.R. Probability and Random Processes. 2nd Edition. New York: Oxford University Press, USA; 1992.Grimmett G.R., Stizaker D.R. Probability and Random Processes. 2nd Edition. New York: Oxford University Press, USA; 1992.Papoulis A., Pillai S.U. Probability, Random Variables and Stochastic Processes. 4th Edition. New York: McGraw Hill. USA; 2001.Papoulis A., Pillai S.U. Probability, Random Variables and Stochastic Processes. 4th Edition. New York: McGraw Hill. USA; 2001.Proakis J.G., Salehi M. Digital Communications. 5th Edition. New York: McGraw Hill. USA; 2008.Proakis J.G., Salehi M. Digital Communications. 5th Edition. New York: McGraw Hill. USA; 2008.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.