DOI: https://doi.org/10.20535/S002134702008004X
Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ по подписке
Зависимости вероятности ошибки оценки информационного символа от ОСШ

Метод двухэтапного совместного оценивания информационных символов и частотной характеристики канала в системах связи с OFDM

Александр Юрьевич Мирончук, Александр Александрович Шпилька, Сергей Яковлевич Жук

Аннотация


Синтезированы оптимальный и квазиоптимальный алгоритмы двухэтапного совместного оценивания информационных символов и частотной характеристики (ЧХ) многолучевых каналов в системах связи на базе технологии OFDM. Они состоят в вычислении апостериорной плотности вероятности оцениваемых процессов. На первом этапе выполняется рекуррентное вычисление совместных апостериорных распределений информационных символов и частотной характеристики с двух сторон вектора измерений. На втором этапе выполняется объединение апостериорных распределений на каждой из поднесущих, которые получены в результате оценивания на первом этапе. На основе полученных апостериорных распределений, оценки информационного символа и ЧХ канала определяются по критериям максимума апостериорной вероятности и минимума среднего квадрата ошибки соответственно. Для функционирования синтезированных алгоритмов необходимо, как и для известного алгоритма MMSE, знание статистических свойств канала связи. Устройство, реализующее оптимальный алгоритм, является многоканальным, каждый канал которого согласован с соответствующим значением символа из модуляционного созвездия. Квазиптимальный алгоритм получен путем гауссовской аппроксимации апостериорных плотностей вероятности и сохраняет многоканальную структуру. Апробация представленного алгоритма проведена путем статистического моделирования на ЭВМ для различных параметров многолучевых каналов связи и сравнения результатов с результатами, полученными алгоритмами MMSE и LS. Результаты моделирования показали, что при максимальной задержке распространения сигнала 100 мкс вероятность битовой ошибки уменьшается примерно в 2 раза.

Ключевые слова


квазиптимальный алгоритм; модуляция с ортогональным частотным мультиплексированием; частотная характеристика; канал связи; информационный символ; OFDM

Полный текст:

PDF

Литература


M. Speth, S. A. Fechtel, G. Fock, H. Meyr, “Optimum receiver design for wireless broad-band systems using ofdm. i,” IEEE Trans. Commun., vol. 47, no. 11, pp. 1668–1677, 1999, doi: https://doi.org/10.1109/26.803501.

M. Speth, S. Fechtel, G. Fock, H. Meyr, “Optimum receiver design for ofdm-based broadband transmission. ii. a case study,” IEEE Trans. Commun., vol. 49, no. 4, pp. 571–578, 2001, doi: https://doi.org/10.1109/26.917759.

P. S. R. Diniz, Adaptive Filtering. Cham: Springer International Publishing, 2020, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-29057-3.

A. Moussa, M. Pouliquen, M. Frikel, S. Bedoui, K. Abderrahim, M. M’saad, “An overview of blind equalization algorithms for digital communications,” in 2019 19th International Conference on Sciences and Techniques of Automatic Control and Computer Engineering (STA), 2019, pp. 491–496, doi: https://doi.org/10.1109/STA.2019.8717267.

А. А. Шпилька, С. Я. Жук, “Совместная интерполяция данных и фильтрация параметров многолучевого канала связи,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 53, no. 1, pp. 26–30, 2010, doi: https://doi.org/10.20535/s0021347010010048.

Z. Jiang, X. Shen, H. Wang, Z. Ding, “Joint psk data detection and channel estimation under frequency selective sparse multipath channels,” IEEE Trans. Commun., vol. 68, no. 5, pp. 2726–2739, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/TCOMM.2020.2975172.

T.-D. Chiueh, P.-Y. Tsai, I.-W. Lai, Baseband Receiver Design for Wireless MIMO-OFDM Communications, 2nd ed. Singapore: John Wiley & Sons Singapore Pte. Ltd., 2012, doi: https://doi.org/10.1002/9781118188194.

N. Suga, R. Sasaki, T. Furukawa, “Channel estimation using matrix factorization based interpolation for ofdm systems,” in 2019 IEEE 90th Vehicular Technology Conference (VTC2019-Fall), 2019, vol. 2019-Septe, pp. 1–5, doi: https://doi.org/10.1109/VTCFall.2019.8891572.

J.-J. van de Beek, O. Edfors, M. Sandell, S. K. Wilson, P. O. Borjesson, “On channel estimation in ofdm systems,” in 1995 IEEE 45th Vehicular Technology Conference. Countdown to the Wireless Twenty-First Century, 1995, vol. 2, pp. 815–819, doi: https://doi.org/10.1109/VETEC.1995.504981.

O. Edfors, M. Sandell, J.-J. van de Beek, S. K. Wilson, P. O. Borjesson, “OFDM channel estimation by singular value decomposition,” IEEE Trans. Commun., vol. 46, no. 7, pp. 931–939, 1998, doi: https://doi.org/10.1109/26.701321.

X. Dai, W. Zhang, J. Xu, J. E. Mitchell, Y. Yang, “Kalman interpolation filter for channel estimation of lte downlink in high-mobility environments,” EURASIP J. Wirel. Commun. Netw., vol. 2012, no. 1, p. 232, 2012, doi: https://doi.org/10.1186/1687-1499-2012-232.

С. В. Вишневый, С. Я. Жук, “Двухэтапная совместная каузальная фильтрация и сегментация неоднородных изображений,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 54, no. 1, pp. 46–53, 2011, doi: https://doi.org/10.20535/s0021347011010067.

А. Ю. Мирончук, А. А. Шпилька, С. Я. Жук, “Метод оценивания частотной характеристики канала в ofdm системах на основе фильтрации и экстраполяции пилот-сигналов,” Вестник НТУУ КПИ Серия радиотехника Радиоаппаратостроение, no. 78, pp. 36–42, 2019, uri: http://doi.radap.kpi.ua/article/view/185287.

М. Н. Служивый, “Рекуррентные адаптивные алгоритмы приема сигналов в каналах с замираниями,” Вестник УлГТУ, no. 4, pp. 24–26, 2009, uri: https://elibrary.ru/item.asp?id=20171746.

М. Н. Служивый, Я. В. Куканова, “Авторегрессионные модели замираний в многолучевом канале связи,” Вестник УлГТУ, no. 3, pp. 44–46, 2008, uri: https://elibrary.ru/item.asp?id=20186491.

W. Chen, R. Zhang, “Kalman-filter channel estimator for ofdm systems in time and frequency-selective fading environment,” in 2004 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, 2004, vol. 4, pp. iv-377-iv–380, doi: https://doi.org/10.1109/ICASSP.2004.1326842.

В. И. Тихонов, В. Н. Харисов, Статистический Анализ и Синтез Радиотехнических Устройств и Систем. Москва: Радио и связь, 2004.

Т. В. Барингольц, Д. В. Демин, С. Я. Жук, В. В. Цисарж, “Адаптивный алгоритм сопровождения маневрирующих целей в сложной помеховой обстановке для многофункциональной радиолокационной станции с фазированной антенной решеткой,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 7, pp. 413–426, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/s0021347019070021.

А. П. Трифонов, Ю. С. Шинаков, Совместное Различение Сигналов и Оценка Их Параметров На Фоне Помех. Москва: Радио и связь, 1986, uri: https://www.twirpx.com/file/233083/.

C. K. Chui, G. Chen, Kalman Filtering, 5th ed. Cham: Springer International Publishing, 2017, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-47612-4.

L. M. Correia, Mobile Broadband Multimedia Networks, 1st ed. Cambridge, MA: Academic Press, 2006, doi: http://doi.org/10.1016/B978-012369422-5/50003-8.


Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM





© Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 2004–2020
При копировании активная ссылка на материал обязательна
ISSN 2307-6011 (Online), ISSN 0021-3470 (Print)
т./ф. +38044 204-82-31, 204-90-41
Условия использования сайта