XPIC - XPIC

XPIC , ou technologie d'annulation des interférences à polarisation croisée, est un algorithme pour supprimer les interférences mutuelles entre deux flux reçus dans un système de communication à multiplexage par division de polarisation .

L'annuleur d'interférence à polarisation croisée (connu sous le nom de XPIC) est une technique de traitement du signal implémentée sur les signaux reçus démodulés au niveau de la bande de base. Il est généralement nécessaire dans les systèmes de multiplexage par division de polarisation : les sources de données à transmettre sont codées et mappées en symboles de modulation QAM au débit de symboles du système et converties à une fréquence porteuse, générant deux flux radio rayonnés par une seule antenne à double polarisation (voir diagramme d'alimentation de l' antenne parabolique ). Une antenne à double polarisation correspondante est située sur le site distant et connectée à deux récepteurs, qui convertissent les flux radio en signaux en bande de base (BB H, BB V).

Cette technique de multiplexage / démultiplexage est basée sur la discrimination attendue entre les deux polarisations orthogonales (XPD):

• une XPD idéale et infinie de l'ensemble du système garantit que chaque signal aux récepteurs ne contient que le signal généré par l'émetteur correspondant (plus tout bruit thermique);
• tout niveau réel et fini de XPD se manifeste plutôt comme une recombinaison partielle entre les deux signaux, de sorte que les récepteurs observent une interférence due à la fuite de polarisation croisée. Certains des facteurs provoquant de telles interférences de polarisation croisée sont énumérés dans Multiplexage par division de polarisation .

Système de communication par division de polarisation

Par conséquent, au niveau du site de réception, les deux flux sont reçus avec une interférence mutuelle résiduelle. Dans de nombreux cas pratiques, en particulier pour les modulations M- QAM de haut niveau , le système de communication ne peut pas tolérer les niveaux rencontrés d'interférence de polarisation croisée et une suppression améliorée est nécessaire. Les deux polarisations reçues aux sorties d'antenne, normalement H horizontal linéaire et V vertical, sont acheminées chacune vers un récepteur dont la sortie en bande de base est en outre traitée par un schéma d'annulation de polarisation croisée ad hoc, couramment mis en œuvre sous forme d'étage numérique. L'algorithme XPIC atteint la reconstruction correcte de H en additionnant V à H pour annuler toute interférence résiduelle, et vice versa.

Schéma d'annulation de polarisation croisée impliquant égalisation sur le chemin principal, filtrage XPIC sur la composante polarisée croisée et décision (slicing) avec calcul d'erreur résiduelle

Le processus d'annulation est généralement mis en œuvre en utilisant deux blocs: un égaliseur de bande de base et le XPIC de bande de base. La sortie de ce dernier est soustraite de la première puis envoyée à l'étage de décision, chargé de produire l'estimation du flux de données. Les blocs d'égalisation et XPIC sont normalement adaptatifs pour un suivi correct de la fonction de transfert de canal variant dans le temps: XPIC doit fournir une mise en forme du signal croisé reçu égale à la partie de l'interférence croisée affectant le principal. La commande de rétroaction pour piloter les critères d'adaptation provient de la mesure de l'erreur résiduelle à travers le bloc de décision.

Étapes d'égalisation et de filtrage XPIC; la sortie de ce dernier est soustraite de la première avant la décision et le calcul de l'erreur de décision

Dans l'exemple, les deux blocs sont basés sur la structure typique du filtre numérique à réponse impulsionnelle finie et dont les coefficients ne sont pas fixes, mais adaptés pour minimiser une fonctionnelle appropriée tandis que de multiples retards agissent sur le signal d'entrée. ${\ displaystyle J}$${\ displaystyle D}$

Donné:

• ${\ displaystyle \ epsilon _ {k}}$ : erreur complexe résiduelle à l'instant de temps , ${\ displaystyle k}$
• ${\ displaystyle s_ {k} ^ {(m)}}$ : échantillon complexe du signal reçu principal en bande de base à l'instant instantané , ${\ displaystyle k}$
• ${\ displaystyle s_ {k} ^ {(x)}}$ : échantillon complexe de signaux reçus croisés en bande de base à l'instant instantané , ${\ displaystyle k}$
• ${\ displaystyle C_ {j, k} ^ {(m)}}$ : coefficient complexe de l'égaliseur en bande de base sur la prise j et instant de temps , ${\ displaystyle k}$
• ${\ displaystyle C_ {j, k} ^ {(x)}}$ : Coefficient complexe XPIC sur prise j et instant de temps , ${\ displaystyle k}$
• ${\ Displaystyle j = -n, ..., n}$ : index du robinet
• ${\ displaystyle y_ {k}}$ : résultat de l'action d'annulation alimentant le dispositif de décision à l'instant instantané , ${\ displaystyle k}$
• ${\ displaystyle d_ {k}}$ : données transmises estimées à l'instant instantané , donc = - ${\ displaystyle k}$${\ displaystyle \ epsilon _ {k}}$${\ displaystyle y_ {k}}$${\ displaystyle d_ {k}}$
• ${\ displaystyle \ gamma}$ : taille de pas ou facteur de compression pour l'adaptativité,

si la fonction à minimiser est par exemple la puissance moyenne l'erreur résiduelle,, l' algorithme de gradient d' adaptation prescrit que les coefficients soient mis à jour après chaque pas de temps comme: ${\ displaystyle J = E [| \ epsilon _ {k} | ^ {2}]}$${\ displaystyle k}$

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

où l'astérisque désigne la conjugaison complexe . Aucune connaissance a priori des symboles transmis n'est requise avec ce schéma de base ( connaissance aveugle ou nulle ).

Lorsque le retard est égal à la période de symbole, les blocs sont désignés comme étant espacés de symboles, tandis que si est une fraction de la période de symboles, les blocs sont dits à espacement fractionnaire. D'autres fonctions de minimisation sont le LMS au moindre carré moyen ou le ZF à forçage nul tandis que l'architecture peut être un retour de décision ou encore améliorée au moyen de signaux connus ( signal pilote ). ${\ displaystyle D}$${\ displaystyle D}$

Voir également

• Système d'effacement des interférences avec brevet de récepteurs indépendants
• Système de transmission à polarisation croisée avec brevet de récepteurs asynchrones
• Système de communication
• Égaliseur adaptatif

Références