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Maximuma posteriori decorrelating discrete-time rake receiver

Récepteur en Râteau à Temps Discret Décorrélateur au Maximuma Posteriori

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Annales des Télécommunications Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Recently, a discrete-time version of the rake receiver has been proposed, as an alternative to the conventional continuous-time rake receiver, to overcome the need for complex path searching and tracking procedures. This discrete-time version is able to tackle diffuse multipath channels, avoiding by the way any required knowledge on the delays associated to the most significant channel paths. Unfortunately, it has been found to be very sensitive to channel estimation quality and leads to a significant degradation in performance in practice. To reduce this degradation, we propose and investigate in this paper an optimum structure of this discrete-time rake receiver, according to the maximuma posteriori criterion. Derived from an uncorrelated version of the discrete-time channel, provided by the Karhunen-Loève orthogonal expansion theorem, this structure requires for its operation more or less precise estimates of the discrete-time channel statistics. Consequently, for a precise characterization and evaluation of the enhancement in performance provided by this new structure, we propose to use both perfect and estimated statistics of the discrete-time channel. The estimated statistics, derived in conformity with the maximum likelihood criterion, are carried on a symbol-by-symbol basis. The performance of this new structure is evaluated through theoretical and simulation results and compared to that of the conventional discrete-time rake receiver with perfect and estimated discrete-time channel state information. In this evaluation, a diffuse multipath Rayleigh fading propagation channel with classical Doppler power spectrum and exponentially decaying multipath intensity profile is used.

Résumé

Récemment, une version à temps discret du récepteur en râteau a été proposée, comme alternative à la version classique à temps continu, pour éviter l’emploi de procédures complexes de recherche et de poursuite de trajets. Cette version à temps discret est capable de traiter des canaux multitrajets diffus, rendant ainsi inutile la connaissance des délais associés aux trajets les plus significatifs du canal. Malheureusement, elle s’est révélée être très sensible à la qualité de l’estimation du canal et conduit en pratique à une dégradation significative en performance. Pour réduire cette dégradation, on propose et on examine dans ce papier une structure optimale de ce récepteur en râteau à temps discret relativement au critère du maximuma posteriori. Dérivée à partir d’une version décorrélée du canal à temps discret, fournie par le théorème de développement orthogonal de Karhunen-Loève, cette structure nécessite pour son fonctionnement une estimation plus ou moins précise des statistiques du canal à temps discret. Par conséquent, on propose d’utiliser à la fois des statistiques parfaites et des statistiques estimées du canal à temps discret pour une estimation et une évaluation précises de l’amélioration apportée par cette nouvelle structure. Les statistiques estimées, dérivée selon le critère du maximum de vraisemblance, sont effectuées symbole par symbole. Les performances de cette nouvelle structure sont évaluées à travers des résultats théoriques et des résultats de simulation et comparées à celles du récepteur en râteau à temps discret classique avec connaissance parfaite ou estimation réaliste de l’état du canal à temps discret. Dans cette évaluation, un canal multitrajet diffus, avec évanouissements de Rayleigh possédant un spectre de puissance Doppler de forme classique et un profil d’intensité multitrajet à décroissance exponentielle, est utilisé.

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Authors and Affiliations

  1. SUP’COM, Cité Technologique des Communications, Route de Raoued km 3,5, 2083, El Ghazala Ariana, Tunisie

    Mohamed Siala

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  1. Mohamed Siala
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Siala, M. Maximuma posteriori decorrelating discrete-time rake receiver. Ann. Télécommun. 59, 374–411 (2004). https://doi.org/10.1007/BF03179703

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