XPIC

XPIC , o tecnología de cancelación de interferencias por polarización cruzada , es un algoritmo para suprimir la interferencia mutua entre dos flujos recibidos en un sistema de comunicación por multiplexación por división de polarización .

El cancelador de interferencias de polarización cruzada (conocido como XPIC) es una técnica de procesamiento de señales que se aplica a las señales recibidas demoduladas a nivel de banda base . Suele ser necesario en sistemas de multiplexación por división de polarización ( PDM ): las fuentes de datos que se van a transmitir se codifican y se asignan a símbolos de modulación QAM a la velocidad de símbolos del sistema y se convierten a una frecuencia portadora, generando dos flujos de radio irradiados por una única antena de doble polarización (véase el diagrama de alimentación de la antena parabólica ). Una antena de doble polarización correspondiente se ubica en el sitio remoto y se conecta a dos receptores, que convierten los flujos de radio a señales de banda base (BB H, BB V).

Esta técnica de multiplexación/demultiplexación se basa en la discriminación esperada entre las dos polarizaciones ortogonales (XPD):

• Una XPD ideal e infinita de todo el sistema garantiza que cada señal en los receptores contenga solo la señal generada por el transmisor correspondiente (más cualquier ruido térmico);
• Cualquier nivel real y finito de XPD se manifiesta como una recombinación parcial entre las dos señales, de modo que los receptores observan una interferencia debida a la fuga de polarización cruzada. Algunos de los factores que causan dicha interferencia de polarización cruzada se enumeran en Multiplexación por división de polarización .

Como consecuencia práctica, en el sitio receptor, las dos señales se reciben con interferencia mutua residual. En muchos casos prácticos, especialmente para modulaciones M- QAM de alto nivel , el sistema de comunicación no tolera los niveles de interferencia de polarización cruzada experimentados y se requiere una supresión mejorada. Las dos polarizaciones recibidas en las salidas de la antena, normalmente la horizontal lineal H y la vertical V, se dirigen cada una a un receptor cuya salida de banda base se procesa mediante un esquema de cancelación de polarización cruzada ad hoc, comúnmente implementado como una etapa digital. El algoritmo XPIC logra la reconstrucción correcta de H sumando V a H para cancelar cualquier interferencia residual, y viceversa.

El proceso de cancelación se implementa típicamente mediante dos bloques: un ecualizador de banda base y el XPIC de banda base. La salida de este último se resta del primero y se envía a la etapa de decisión, responsable de estimar el flujo de datos. Los bloques de ecualización y XPIC suelen ser adaptativos para un seguimiento correcto de la función de transferencia del canal variable en el tiempo: el XPIC debe proporcionar una conformación de la señal cruzada recibida equivalente a la porción de la interferencia cruzada que afecta a la señal principal. El control de retroalimentación para impulsar los criterios de adaptación proviene de la medición del error residual en el bloque de decisión.

En el ejemplo, ambos bloques se basan en la estructura típica del filtro digital de respuesta de impulso finito y cuyos coeficientes no son fijos, sino adaptados para minimizar una función adecuada.${\displaystyle J}$mientras que múltiples retrasos${\displaystyle D}$actuar sobre la señal de entrada.

Dado:

• ${\displaystyle \epsilon _{k}}$: error complejo residual en el instante de tiempo${\displaystyle k}$,
• ${\displaystyle s_{k}^{(m)}}$: muestra compleja de la señal principal recibida en banda base en el instante de tiempo${\displaystyle k}$,
• ${\displaystyle s_{k}^{(x)}}$: muestra compleja de señal cruzada recibida en banda base en el instante de tiempo${\displaystyle k}$,
• ${\displaystyle C_{j,k}^{(m)}}$: coeficiente complejo del ecualizador de banda base en el punto j y el instante de tiempo${\displaystyle k}$,
• ${\displaystyle C_{j,k}^{(x)}}$: Coeficiente complejo XPIC en el grifo j y el instante de tiempo${\displaystyle k}$,
• ${\displaystyle j=-n,...,n}$: índice del grifo
• ${\displaystyle y_{k}}$: resultado de cancelar la acción que alimenta el dispositivo de decisión en el instante de tiempo${\displaystyle k}$,
• ${\displaystyle d_{k}}$: datos transmitidos estimados en el instante de tiempo${\displaystyle k}$, entonces${\displaystyle \epsilon _{k}}$=${\displaystyle y_{k}}$-${\displaystyle d_{k}}$
• ${\displaystyle \gamma }$: tamaño de paso o factor de compresión para adaptabilidad,

si la función a minimizar es, por ejemplo, la potencia media, el error residual, ${\displaystyle J=E[|\epsilon _ {k}|^{2}]}$El algoritmo de gradiente adaptativo prescribe que los coeficientes se actualicen después de cada paso de tiempo.${\displaystyle k}$como: ^{[ 1 ]}

• ${\displaystyle C_{j,k+1}^{(m)}=C_{j,k}^{(m)}-\gamma \epsilon _{k}(s_{kj}^{(m)})^{*}}$;
• ${\displaystyle C_{j,k+1}^{(x)}=C_{j,k}^{(x)}-\gamma \epsilon _{k}(s_{kj}^{(x)})^{*}}$;

donde el asterisco denota conjugación compleja . No se requiere conocimiento previo sobre los símbolos transmitidos con este esquema básico ( ciego o de conocimiento cero ).

Cuando el retraso${\displaystyle D}$es igual al período del símbolo, los bloques se denotan como espaciados por símbolo, mientras que si${\displaystyle D}$es una fracción del período del símbolo, se dice que los bloques están espaciados fraccionariamente. ^{[ 2 ]} Otras funciones minimizadoras son el mínimo cuadrático medio LMS o el forzado a cero ZF, mientras que la arquitectura puede ser una retroalimentación de decisión o mejorarse aún más mediante señales conocidas ( señal piloto ).

• Patente de sistema de eliminación de interferencias con receptores independientes
• Patente de sistema de transmisión de polarización cruzada con receptores asíncronos
• Sistema de comunicaciones
• Ecualizador adaptativo