Метод двухэтапного совместного оценивания информационных символов и частотной характеристики канала в системах связи с OFDM
DOI:
https://doi.org/10.20535/S002134702008004XКлючові слова:
квазиптимальный алгоритм, модуляция с ортогональным частотным мультиплексированием, частотная характеристика, канал связи, информационный символ, OFDMАнотація
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.Посилання
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.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Известия высших учебных заведений. РадиоэлектроникаИздатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.
Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).
Варианты доступа к статье:
1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)
В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).
2. Статья с последующим доступом по подписке
В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.
- Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
- Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
- Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
- Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
- Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
- Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
- Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
- Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
- Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
- Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
- Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
- Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
- Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
- Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
- В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
- Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
- Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.
