Fast Frequency Hopping

Abstract

Et raskt frekvenshoppende system med flerveis kanaler innenfor hvert hop er studert og simulert. På grunn av flerveis propagasjon, oppstår forstyrrelser på mottakeren. Dette er fordi symbolene som tas imot er blir blandet sammen på grunn av forskjellige ankomsttider ved mottaker. Det blir dermed vanskelig å skille dem. En foreslått løsning på dette problemet er å introdusere en minimum kvadrats utjevner (MMSE) som opererer i frekvensdomenet. Kanalkoeffisientene som er brukt av denne utjevneren, er funnet ved bruk av en estimator som bruker minste kvadraters metode (LS). Denne estimatoren bruker kjente pilot symboler til estimeringsprosessen. Systemet er simulert for forskjellig antall pilot symboler, både for flat fading kanaler og flerveis kanaler, og er evaulert ved signal-til-støy-pluss-forstyrrelse raten (SINR). Ytelsen er sammenlignet med tilsvarende utjevner, som bruker de faktiske kanal koeffisientene. Simuleringene viser at de to tilfellene har identisk ytelse for SNR verdier større enn ca 7dB. For lavere SNR verdier, klarer ikke LS estimatoren å produsere nøyaktige estimater fordi den ikke tar hensyn til støy styrken.

Kanalkoder er inkludert for å gjøre systemer mer robust og pålitelig, ved å utnytte diversitet i kanalen. En 1/2 rate konvolusjonell kode beskrevet som [2,1,3] er simulert over en blokk fading kanal for forskjellig antall blokker. Systemet er evaluert i henhold til diversitetsgrader. Maksimalt antall diversitetsgrader oppnåelig for en tilfeldig kode er gitt av Singleton grensen, som er en øvre grense. Resultatene fra simuleringene viser at for flat fading kanaler oppnår koden den gitte diversitetsgraden. For flerveiskanaler er det mulig å oppnå enda flere diversitetsgrader, for samme antall blokker.

A fast frequency hopping (FFH) system with multipath channels within each hop has been considered and simulated. Consequently, intersymbol interference complicates the reception process as it is difficult to separate the received symbols. The proposed solution is the introduction of a minimum mean square equalizer (MMSE) in frequency domain. The channel coefficients are estimated by a least-square (LS) channel estimator by using known pilot symbols. The system is simulated for different numbers of pilot symbols for both flat fading and multipath channels and evaluated in terms of average signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR). The performance of the equalizer is compared to the MMSE equalizer using ideal channel coefficients. The simulations show that the two scenarios have identical performances for SNR values larger than 7dB. For lower SNR values, the LS algorithm fails to produce accurate results as it does not take the noise power into account.

Channel codes have been included to make the system more robust and reliable by exploiting the diversity available in the channel. A 1/2 rate [2,1,3] convolutional code has been simulated over a block fading channel for different numbers of blocks and evaluated in terms of achieved order of diversity. The maximum order of diversity achievable for an arbitrary code is upper bounded by the Singleton bound. The simulation results show that for flat fading channels, the code obtained the diversity order given by the bound. For multipath channels, additional diversity orders can be achieved for the same number of blocks.