ecualizador turbo

Antes de hablar de los ecualizadores turbo, es necesario comprender el funcionamiento básico del receptor en el contexto de un sistema de comunicación. Este es el tema de esta sección.

En el transmisor , los bits de información se codifican . La codificación agrega redundancia al mapear los bits de información.${\displaystyle a}$a un vector de bits más largo: el vector de bits de código${\displaystyle b}$. Los bits codificados${\displaystyle b}$Luego se intercalan . El intercalado permuta el orden de los bits del código.${\displaystyle b}$lo que resulta en bits${\displaystyle c}$La razón principal para hacer esto es aislar los bits de información del ruido intermitente. A continuación, el mapeador de símbolos mapea los bits.${\displaystyle c}$en símbolos complejos${\displaystyle x}$Estos símbolos digitales se convierten posteriormente en símbolos analógicos mediante un convertidor D/A . Normalmente, la señal se eleva a frecuencias de banda de paso mezclándola con una señal portadora . Este paso es necesario para los símbolos complejos. La señal queda entonces lista para ser transmitida a través del canal .

En el receptor , las operaciones realizadas por el transmisor se invierten para recuperar${\displaystyle {\hat {a}}}$, una estimación de los bits de información. El convertidor descendente mezcla la señal de nuevo a banda base. El convertidor A/D luego muestrea la señal analógica, convirtiéndola en digital. En este punto,${\displaystyle y}$Se recupera. La señal${\displaystyle y}$es lo que se recibiría si${\displaystyle x}$se transmitieron a través del equivalente digital en banda base del canal más ruido . Luego, la señal se ecualiza . El ecualizador intenta desentrañar la interferencia intersímbolo (ISI) en la señal recibida para recuperar los símbolos transmitidos. Luego, emite los bits.${\displaystyle {\hat {c}}}$asociado con esos símbolos. El vector${\displaystyle {\hat {c}}}$pueden representar decisiones duras o blandas sobre los bits. Si el ecualizador toma decisiones blandas, emite información relativa a la probabilidad de que el bit sea 0 o 1. Si el ecualizador toma decisiones duras sobre los bits, cuantifica las decisiones blandas y emite 0 o 1. A continuación, la señal se desentrelaza, que es una simple transformación de permutación que deshace la transformación ejecutada por el entrelazador. Finalmente, los bits son decodificados por el decodificador. El decodificador estima${\displaystyle {\hat {a}}}$de${\displaystyle {\hat {b}}}$.

A continuación se muestra un diagrama del sistema de comunicación. En este diagrama, el canal es el canal de banda base equivalente, lo que significa que abarca el convertidor digital-analógico (D/A), el convertidor ascendente, el canal, el convertidor descendente y el convertidor analógico-digital (A/D).

A continuación se muestra el diagrama de bloques de un sistema de comunicación que emplea un ecualizador turbo. El ecualizador turbo comprende el ecualizador, el decodificador y los bloques intermedios.

La diferencia entre un ecualizador turbo y un ecualizador estándar radica en el bucle de retroalimentación del decodificador al ecualizador. Debido a la estructura del código, el decodificador no solo estima los bits de información.${\displaystyle a}$pero también descubre nueva información sobre los bits codificados.${\displaystyle b}$Por lo tanto, el decodificador es capaz de generar información extrínseca.${\displaystyle {\tilde {b}}}$sobre la probabilidad de que se haya transmitido una determinada secuencia de bits de código. La información extrínseca es información nueva que no se deriva de la información de entrada al bloque. Esta información extrínseca se vuelve a mapear en información sobre los símbolos transmitidos.${\displaystyle x}$para su uso en el ecualizador. Estas probabilidades de símbolos extrínsecos,${\displaystyle {\tilde {x}}}$, se introducen en el ecualizador como probabilidades de símbolos a priori . El ecualizador utiliza esta información a priori así como la señal de entrada.${\displaystyle y}$para estimar información de probabilidad extrínseca sobre los símbolos transmitidos. La información a priori alimentada al ecualizador se inicializa a 0, lo que significa que la estimación inicial${\displaystyle {\hat {a}}}$La estimación realizada por el ecualizador turbo es idéntica a la estimación realizada por el receptor estándar. La información${\displaystyle {\hat {x}}}$Luego se vuelve a mapear en información sobre${\displaystyle b}$para uso del decodificador. El ecualizador turbo repite este proceso iterativo hasta que se alcanza un criterio de parada.

En las implementaciones prácticas de ecualización turbo, es necesario considerar un problema adicional. La información del estado del canal (CSI) sobre la que opera el ecualizador proviene de alguna técnica de estimación de canal y, por lo tanto, no es confiable. En primer lugar, para mejorar la confiabilidad de la CSI, es conveniente incluir el bloque de estimación de canal también en el bucle de ecualización turbo y analizar la estimación de canal dirigida por decisión suave o dura dentro de cada iteración de ecualización turbo. ^{[ 6 ] [ 7 ]} En segundo lugar, incorporar la presencia de incertidumbre de la CSI en el diseño del ecualizador turbo conduce a un enfoque más robusto con mejoras de rendimiento significativas en escenarios prácticos. ^{[ 8 ] [ 9 ]}