Adaptive MMSE Rake-Equalizer Receiver Design with Channel Estimation for DS-UWB System
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발행기관
학술지명
ITC-CSCC :International Technical Conference on Circuits Systems, Computers and Communications
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발행연도
2007
작성언어
English
자료형태
학술저널
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수록면
1075-1076(2쪽)
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The UWB systems have a fine path resolution by transmitting information with ultra short pulses. The Rake receiver is known to be a technique that can effectively combine paths with different delays and obtain the path diversity gain. However, the UWB multipath channel is spread over dozens of symbols in the case of ultra high-speed communications of several hundreds Mbps, which results in a strong frequency selective channel. Consequently, the Rake receiver needs a large number of fingers and the computational complexity of the Rake receiver becomes high. The conventional Rake receiver employs the weight vector to perform the maximal ratio combining (MRC) which maximizes the output signal-to-noise ratio (SNR) when the interference is modeled as additive white Gaussian noise. But for its complexity and cost to remain low, the number of fingers that can be afforded is too small to capture the ample energy provided by the UWB channel, which entails a large number of paths (often>50).
In this paper, we introduce a robust receiver design incorporating a channel estimation scheme for DS-UWB over a realistic indoor multipath channel in Fig. 1. The proposed receiver reduces intense multi-path destruction and severe ISI by using a combined adaptive Rake and equalizer structure referred to as the adaptive MMSE Rake-equalizer receiver in Fig. 2. Relevant receiver parameters are estimated using the MMSE algorithm. This has motivated studies of multipath combining receivers that process only a subset of the available Lp resolved multipath components. We obtain more robust signal detection at the receiver side by the adaptive channel estimation in order to extract more accurate channel state information. The channel characteristics are first estimated using the LMS adaptive algorithm on the training sequence of the preamble. The proposed receiver is able to employ the energy of a few paths and obtain better performance by the proposed receiver design.
Simulation results show that channel estimation is necessary and that increasing the number of Rake fingers is effective in improving system performance. We also show that DS-UWB with adaptive MMSE Rake-equalizer has better BER performance than DS-UWB with MRC Rake receiver, especially when the number of fingers is large. In particular it is shown that the performance of an adaptive MMSE Rake-equalizer receiver of number of Rake fingers equal to 5 (L=5) outperforms an MRC Rake receiver of number of Rake fingers equal to 10 (L=10) over CM4 channels. Finally, the LMS algorithm does give a satisfactory performance with fast convergence in Fig. 3 and Fig. 4. The proposed adaptive MMSE Rake-equalizer receiver is able to employ the energy of a few paths and obtain better performance by the suitable receiver design. It shows that the adaptive algorithm gives a satisfactory performance.
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