It has been recognized that the impulsive noise (IN) generated by power devices poses significant challenges to wireless receivers in practice. In this paper, we assess the achievable information rate (AIR) and the performance of practical turbo receiver designs for a well-established Markov-Middleton IN model. We utilize a commonly used commercial transmission setup consisting of a convolutional encoder, bit-level interleaver, and a differential binary phase-shift keying (DBPSK) symbol mapper. Firstly, we conduct a comprehensive assessment of the AIRs of the underlying channel model using DBPSK transmitted symbols across various channel conditions. Additionally, we introduce two robust turbo-like receiver designs. The first design features a separate IN detector and a turbo-demapper-decoder. The second design employs a joint approach, where the extrinsic information of both the detector and demapper is simultaneously updated, forming a turbo-detector-demapper-decoder structure. We show that the joint design consistently outperforms the separate design across all channel conditions, particularly in low AIR situations. However, the maximum performance gain for the channel conditions considered in this paper is merely 0.2 dB, and the joint system incurs significantly greater computational complexity, especially for a high number of turbo iterations. The performance of the two proposed turbo receiver designs is demonstrated to be close to the estimated AIR, with a performance gap dependent on the channel parameters.


翻译:业界已认识到电力设备产生的脉冲噪声(IN)对实际无线接收机构成了重大挑战。本文针对成熟的Markov-Middleton IN模型,评估了可实现信息率(AIR)及实用Turbo接收机设计的性能。我们采用包含卷积编码器、比特级交织器和差分二进制相移键控(DBPSK)符号映射器的商用传输架构。首先,我们基于DBPSK传输符号在不同信道条件下对该信道模型的AIR进行了全面评估。此外,我们提出了两种鲁棒的类Turbo接收机设计:第一种采用独立的IN检测器与Turbo解映射-解码器结构;第二种采用联合处理方案,通过同步更新检测器与解映射器的外部信息,形成Turbo检测-解映射-解码器架构。研究表明,联合设计在所有信道条件下均优于独立设计,尤其在低AIR场景中表现突出。然而,本文所考虑信道条件下的最大性能增益仅为0.2 dB,且联合系统需承受显著更高的计算复杂度,在Turbo迭代次数较多时尤为明显。两种Turbo接收机设计的性能均被证明接近估计的AIR,其性能差距取决于具体信道参数。

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