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一種只需部分通道相位資訊的新型空間預編碼的效能評估與晶片設計
(2009)
蔡尚澕
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Tsai Shang-Ho
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國立交通大學電機與控制工程學系(所)
正交時空編碼 (OSTBC) 能提供全多樣性 (full diversity)，全速率 (full rate) 及複數資料 (complex symbols) 傳輸的編碼方式只適用於兩隻傳輸天線架構中。而實現正交時空編碼，傳輸端需要額外記憶體以存取連續傳輸資料供編碼及解碼用。此存取動作會造成信號延遲。當正交時空編碼用在正交頻率多工系統 (OFDM) 時，延遲會變得更嚴重，因為子載波 (subcarriers) 數通常很大。而針對束波集成 (beamforming) 技術，接收端需要計算通道矩陣的特徵分解並回傳資訊。回傳的資訊會隨傳輸及接收天線數增加而增加。當束波集成被用在正交頻率多工系統時，回傳的資訊量常會很大而限制此技術在通道變化快速環境下的使用。此外，所有子載波的特徵分解對接收端而言需要很大的計算量。而且，傳輸端各個子載波需要做矩陣乘法。這些缺點可能限制束波集成技術在可攜式裝置，如手機的運用. 在此計畫中，我們提出一種新型的空間預編碼架構。此架構不僅可達成全多樣性，全速率及複數資料傳輸，而且還能提供預編碼增益 (precoding gain)。在兩隻傳輸天線架構中，此架構只需一位元迴授資訊其效能即可勝過 Alamouti 架構。此架構可以用在任意傳輸天線數。若傳輸天線數為 N，我們發現 (N-1) 位元即可使此架構提供全多樣性以及預編碼增益且預編碼增益會隨傳輸天線數增加而增加。此架構不需在傳收端提供額外記憶體也不會造成信號延遲。此提出的預編碼架構可直接應用在使用多輸入多輸出技術的規格中，例如，IEEE 802.11n 以及 IEEE 802.16 系列規格中. 在此一研究中，我們將對此新型架構的效能及複雜度與正交時空編碼以及束波集成技術做一比較。此外，我們將以晶片實現此一技術。
一種只需部分通道相位資訊的新型空間預編碼的效能評估與晶片設計
(2008)
蔡尚澕
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Tsai Shang-Ho
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國立交通大學電機與控制工程學系(所)
正交時空編碼 (OSTBC) 能提供全多樣性 (full diversity)，全速率 (full rate) 及複數資料 (complex symbols) 傳輸的編碼方式只適用於兩隻傳輸天線架構中。而實現正交時空編碼，傳輸端需要額外記憶體以存取連續傳輸資料供編碼及解碼用。此存取動作會造成信號延遲。當正交時空編碼用在正交頻率多工系統 (OFDM) 時，延遲會變得更嚴重，因為子載波 (subcarriers) 數通常很大。而針對束波集成 (beamforming) 技術，接收端需要計算通道矩陣的特徵分解並回傳資訊。回傳的資訊會隨傳輸及接收天線數增加而增加。當束波集成被用在正交頻率多工系統時，回傳的資訊量常會很大而限制此技術在通道變化快速環境下的使用。此外，所有子載波的特徵分解對接收端而言需要很大的計算量。而且，傳輸端各個子載波需要做矩陣乘法。這些缺點可能限制束波集成技術在可攜式裝置，如手機的運用. 在此計畫中，我們提出一種新型的空間預編碼架構。此架構不僅可達成全多樣性，全速率及複數資料傳輸，而且還能提供預編碼增益 (precoding gain)。在兩隻傳輸天線架構中，此架構只需一位元迴授資訊其效能即可勝過 Alamouti 架構。此架構可以用在任意傳輸天線數。若傳輸天線數為 N，我們發現 (N-1) 位元即可使此架構提供全多樣性以及預編碼增益且預編碼增益會隨傳輸天線數增加而增加。此架構不需在傳收端提供額外記憶體也不會造成信號延遲。此提出的預編碼架構可直接應用在使用多輸入多輸出技術的規格中，例如，IEEE 802.11n 以及 IEEE 802.16 系列規格中. 在此一研究中，我們將對此新型架構的效能及複雜度與正交時空編碼以及束波集成技術做一比較。此外，我們將以晶片實現此一技術。
無多重存取干擾之多使用者傳收器在頻率位移環境下的設計
(2007)
蔡尚澕
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Tsai Shang-Ho
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國立交通大學電機與控制工程學系(所)
此研究計畫目標在設計多使用者正交多工(OFDM)傳輸器來克服正交多工系統中嚴重影響系統性能的載波位移(CFO)效應。當正交多工技術用在多使用者環境中時，載波位移不僅降低系統自身的性能，而且其引起的多重存取干擾(MAI)更會影響到其他使用者的系統性能。這使得多使用者正交多工系統在此效應影響下表現出更不佳的性能。針對此問題，許多研究的方向朝更精確的估計並補償載波位移。然而，不同使用者間造成的多重存取干擾使得此任務更加困難。多數已知的方法利用更複雜的訊號處理技巧或多重存取干擾偵測(MUD)來解決此問題。然而，這些技巧會使得接收器需要很高的複雜度。在此研究計畫，我們提出一種新的多使用者正交多工傳輸器。此系統具有近乎無多重存取干擾的特性，所以，無須使用更複雜的訊號處理或多重存取干擾偵測技巧。此外，我們針對此系統提出編碼設計，此編碼乃基於華氏正交碼 (Hadamard-Walsh code)。如果我們使用一半的對稱或反對稱華氏正交碼，此系統會更能抵抗載波位效應所造成的多重存取干擾. 如此一來，更簡單的傳輸器就能得以實現。我們正嘗試著找尋更先進的編碼技術以期使得使用者的人數不被限制在一半而能有更高的使用者效率。我們也計畫找出正交碼使用順序以期能更進一步改善系統效能。