Nicemlenmiş Geribeslemeyle Uzay-zaman Blok Kodları Hata Başarımının Arttırılması

Abstract

Telsiz haberleşme sistemlerinin çoğunda vericilerin anlık kanal durumu hakkında bilgisi bulunmamaktadır. Bu durum geribesleme yöntemlerinin oluşturulmasına yol açmıştır. Bu çalışmada, uzay-zaman blok kodlama sistemi için nicemlenmiş geribeslemeli bir yaklaşım üzerinde durulmuştur. Alıcının sahip olduğu tam kanal bilgisi k-means algoritması ile vektör nicemlemesi işleminden geçirilmiştir. Nicemlenmiş kanal vektörlerinden verici anten ağırlıklandırılmasında kullanılan ağırlık vektörlerinin çıkarımı yapılmıştır. Böylelikle, her bir nicemlenmiş kanal vektörü bir verici anten ağırlık vektörüne eşlenerek alıcıda ve vericide bulunan kod tablosu oluşturulmuştur. Vericinin sahip olduğu kanal matrisine uygun düşen nicemlenmiş kanal vektörü ve verici ağırlık vektörü kod tablosundan alınmaktadır. Bu bilgi verici tarafından alıcıya sınırlı bit kullanılarak geribeslenmiştir. Geribesleme kanalı hatadan bağımsız varsayılmıştır. Çalışmada, bu tasarım modeli için hata başarım sonuçları elde edilmiş ve açık devre UZBK tasarımına göre daha iyi bir başarım sağladığı gösterilmiştir. Bunun yanında literatürde kullanılan verici anten seçimli bir geribesleme tekniğinin benzetimi yapılmış ve elde edilen başarım sonuçları karşılaştırma için kullanılmıştır. Bu çalışma sonucunda, nicemlenmiş geribesleme kullanımıyla UZBK hata başarımının arttırılabildiği gösterilmiştir. Sinyal gürültü oranı arttıkça nicemlenmiş geribeslemenin sağladığı kazanç anten seçimine göre daha fazla olmaktadır.

In many wireless systems, transmitters have no knowledge about current channel conditions. This motivates feedback methods. In this study, a quantized feedback approach for space-time block coded system is considered. The perfect channel information known by the receiver is quantized by utilizing the k-means algorithm. The resulting quantized channel vectors are utilized to construct the weighting vectors that are used to weight the transmitter antennas. As a result of this, each quantized channel vector is matched to transmit antenna weighting vector. That is, the codebook which is both at the receiver as well as the transmitter is designed. The channel matrix, which is perfectly known by the receiver, is matched with a quantized channel vector, hence a transmitter weighting vector in the codebook. By utilizing a limited number of bits, this quantized information is fed back to the transmitter by the receiver. The feedback channel is assumed as error-free. Moreover in this study, the error performance results have been obtained for the explained model. It is showed that the mentioned quantized feedback model has a better error performance than open-loop STBC. Besides this, a feedback technique with transmit antenna selection is simulated and the error performance results of this technique is used for comparison purposes. As the result of this study, it is showed that the error performance of STBC can be improved by utilizing the proposed quantized feedback scheme. The gain acquired by quantized feedback is greater than the antenna selection as the SNR increases.