Efficient interference reduction in low complex digital direct sequence spread spectrum systems

Abstract

Auf Grund der Deregulierung des Telekommunikationsmarktes benötigen wir ein Kommunikationssystem, welches einerseits unvorhersehbare Störungen reduzieren kann, andererseits aber auch flexibel bezüglich des Designs neuer Services ist. In dieser Arbeit präsentieren wir ein System geringer Komplexität für eine robuste und zuverlässige digitale Kommunikation. Das System kombiniert die Vorteile eines digitalen Designs geringer Komplexität mit dem Vorteil einer inkludierten Störungsreduktion. Es besteht aus einem zweistufigem Prozess: Die erste Stufe nutzt die störungsreduzierenden Möglichkeiten der Spread-Spectrum Technologie, die zweite Stufe verwendet den reliable chip selector als zusätzliche Störungsreduktion. Um einen möglichst hohen Grad an Flexibilität zu erzielen verwenden wir eine folgende digitale Empfängerstruktur: (a) einfache und billige Signalverarbeitung, (b) limitierte Wortlänge sowie, (c) einfache Speicherung und Kanalkodierung. Der Großteil der Komplexität eines digitalen Empfängers wird durch die Wortlänge der notwendigen Analog/Digitalwandlung vor der eigentlichen Korrelation bestimmt. Unser Detektor verwendet eine Ein-Bit-Quantisierung. Das quantisierte Signal wird durch eine einfache, adaptive und gedächtnislose Nichtlinearität, den reliable chip selector erzeugt. Dieser erlaubt es den Informationsverlust, welcher durch einen HL entsteht, zu vermeiden.\\Der RCA-Detector reduziert hauptsächlich die Information des SONI, wodurch die Möglichkeit besteht, das SNR noch vor der Datendetektion zu verbessern. In dieser Arbeit wir durch Simulationen und theoretische Ergebnisse gezeigt, dass unser Detektor unter variierenden Störzusammensetzungen, von dominie-\\rended AWGN-Störung bis hin zu dominierender CW-Störung, exzellente Ergebnisse liefert. Wir werden ebenfalls zeigen, dass die Einstellung des Schwellwertes der adaptiven Nichtlinearität zuverlässig und schnell erfolgt, um nahezu optimale Symbolfehlerwahrscheinlichkeiten zu erzielen.<br />

Due to the deregulation of the telecommunications-market we need a communication system that can cope with unpredictable types of interference and is very flexible in the design of new services. In this thesis we present a low complexity transceiver structure for robust and reliable digital communications. The transceiver combines the advantages of a low complexity digital design with the advantage of interference reduction. It involves a two step process: The first step exploits the interference reduction capability of the plain spread spectrum technology. In addition, prior to the spread spectrum, the reliable chip accumulator is used as a second interference reduction scheme. To achieve a high degree of flexibility we choose a digital receiver architecture to gain the following advantages: (a) simple and cheap signal processing, (b) limited word-length for information mapping, (c) easy to store, easy channel coding and encryption. Much of the complexity of a digital receiver is determined by the word-length of the necessary analog to digital conversion prior to the correlation. We process only one-bit quantized signals in the symbol detection procedure. The one-bit quantized signal in constructed from a simple but adaptive memoryless nonlinearity the reliable chip selector (depends on a magnitude threshold), which allows to avoid the loss of the information in the desired signal commonly caused by the HL. The reliable chip accumulation detector reduces mainly the information of the signal of no interest, which offers the potential capability to improve the signal-to-noise ratio prior to detection. In this thesis we prove by simulation as well as theoretical results that our detector has excellent performance under varying in interference conditions from dominating AWGN to dominating CW interference. We also prove that it is possible to adjust the magnitude threshold of the adaptive nonlinearity reliable and fast to meet the optimum symbol error probability.<br />