Поясните разницу между однопользовательским и многопользовательским приемниками для систем cdma.
Однопользовательский приемник(Single-UserDetector, SUD):
сигналы других пользователей трактуются просто как шум.
Если пользователей много, согласно центральной предельной теореме происходит нормализация статистических свойств этой помехи множественного доступа.
Приемник не имеет особенностей по сравнению со стандартным случаем (двухточечная линия связи без помех множественного доступа).
Необходимо, чтобы сигналы пользователей приходили на БС с примерно одинаковым уровнем, поэтому используется управление мощностью – по команде БС мобильный терминал меняет мощность своего передатчика.
Многопользовательский приемник (MultiUserDetector, MUD): Осуществляет совместную оценку сигналов всех пользователей. Оптимальный прием по методу МП может быть реализован согласно алгоритму Витерби (Состояния решетки - все возможные комбинации бит, переданных всеми пользователями; размер решетки экспоненциально увеличивается с ростом числа пользователей; практическая реализация такого метода возможна лишь при малом числе пользователей).
Прочие методы MUD строятся на базе фильтров и по смыслу своей работы аналогичны эквалайзерам (декоррелирующий приемник, приемник с минимумом среднеквадратической ошибки, приемник с последовательным вычитанием помех)
Перечислите и кратко охарактеризуйте возможные способы построения многопользовательского cdma-приемника.
Оптимальный прием по методу МП может быть реализован согласно алгоритму Витерби. Состояния решетки в данном случае — это все возможные комбинации битов, переданных всеми пользователями. Таким образом, размер решетки экспоненциально увеличивается с ростом числа пользователей.
• Декоррелирующий приемник (decorrelatingdetector) — осуществляет инверсию матрицы взаимных корреляций между сигналами, преобразуя их к ортогональному набору. Это возможно, если сигналы линейно независимы.
• Приемник с минимумом СКО (MMSE detector) — минимизирует не саму помеху множественного доступа, а суммарную погрешность воспроизведения выделяемого сигнала, то есть сумму уровней MAI и шума.
• Приемник с последовательным вычитанием помех (SuccessiveInterferenceCancellationDetector)
— в данном случае сначала оценивается самый сильный сигнал, его оценка вычитается, оценивается следующий сигнал и т. д.
Качественно поясните, почему при использовании метода aloha для доступа к среде передачи имеется оптимальная величина степени загрузки канала.
Так как пользователи осуществляют передачу случайным образом, возможно возникновение конфликтов (коллизий), при которых несколько пакетов перекрываются во времени. При интенсивности поступления пакетов ниже оптимальной коллизии будут происходить редко, но канал будет часто простаивать. Если интенсивность поступления пакетов больше оптимальной, часто происходящие коллизии снижают эффективность использования канала.
Поясните, за счет чего переход от «чистой» (pure) aloha к тактированной (slotted) aloha позволяет увеличить эффективность использования среды передачи.
Идея состоит в том, что временная ось делится на промежутки (слоты) длительностью τ, и передача всех пакетов, поступивших на протяжении одного слота, задерживается до начала следующего слота. Для этого, естественно, в системе связи необходима временная синхронизация между всеми пользователями.
За счет привязки моментов передачи пакетов к единой временной сетке оказывается невозможным частичное перекрытие пакетов и «конфликтный» промежуток сокращается до величины τ. Выкладки, аналогичные приведенным выше, дают в данном случае
Эта зависимость имеет максимум при λτ = 1, величина максимума равна 1/e ≈ 0,37. Таким образом, в данном случае удается достичь вдвое большей эффективности использования канала, чем при «чистой» ALOHA.