кандидат технических наук, доцент кафедры радиоэлектронных систем Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики приборостроения
Нахождение импульсной характеристики канала связи необходимо для организации оптимальной обработки принимаемых сигналов, что говорит об актуальности исследования систем OFDM и их модификаций для каналов с межсимвольной интерференцией. С учетом этих обстоятельств цель исследования сформулирована как оценивание импульсной характеристики канала связи с минимизацией ошибки оценивания.
В работе использованы методы наименьших квадратов и регуляризация для вычисления импульсной характеристики, при этом оценивание происходит с подбором оптимальных тестовых сигналов OFDM. На начальном этапе оценивание импульсной характеристики выполняется методом наименьших квадратов при известных тестовых сигналах OFDM. Важным аспектом вычислительного процесса является правильный выбор величины параметра регуляризации для минимизации систематического смещения регуляризованных оценок.
В ходе решения научной задачи получены экспериментальные исследования, подтвердившие эффективность предложенной методики оценивания импульсной характеристики в комплексе с наилучшими тестовыми сигналами, показывая небольшое отклонение оцененных значений.
Научная новизна работы определяется предложенным алгоритмом для динамически меняющихся каналов связи текущего оценивания, обеспечивающим постоянное уточнение импульсной характеристики канала и улучшающий качество приема сигналов.
Практическая значимость разработанного алгоритма состоит в том, что он может быть использован для оценивания импульсной характеристики систем OFDM и модификаций: N-OFDM, предусматривающая использование техники неортогонального распределения каналов; технология COFDM (аббр. от англ. Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing), реализующая дополнительное кодирование с прямой коррекцией ошибок; технология OFDMA (аббр. от англ. Orthogonal Frequency Division Multiple Access), обеспечивающая совместное использование одной частоты одновременно несколькими пользователями сети при наличии межсимвольной интерференции в канале связи.
Полученные экспериментальные результаты демонстрируют значительное улучшение качества когерентного приема сигналов при предложенных алгоритмах оценивания импульсной характеристики в совокупности с подобранными тестовыми комбинациями в системах OFDM с межсимвольной интерференцией.
The determination of the impulse response of a communication channel is necessary for organizing optimal processing of received signals, which indicates the relevance of studying OFDM systems and their modifications for channels with intersymbol interference. Taking these circumstances into account, the purpose of the study is formulated as estimation of the impulse response of the communication channel with minimization of the estimation error.
In this work, methods of least squares and regularization are used to compute the impulse response, while the estimation is performed with the selection of optimal OFDM test signals. At the initial stage, estimation of the impulse response is carried out by the least squares method for known OFDM test signals. An important aspect of the computational process is the proper choice of the regularization parameter value to minimize the systematic bias of the regularized estimates.
Results. In the course of solving the scientific problem experimental studies have been obtained that confirm the effectiveness of the proposed method for estimating the impulse response in combination with optimal test signals, demonstrating a small deviation of the estimated values.
Scientific novelty of the work is determined by the proposed algorithm for dynamically varying communication channels with on-line estimation, which provides continuous refinement of the channel impulse response and improves the quality of signal reception.
The practical significance of the developed algorithm lies in the fact that it can be used to estimate the impulse response in OFDM systems and their modifications: N OFDM, which involves the use of non orthogonal channel allocation techniques; COFDM technology (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing), which implements additional coding with forward error correction; OFDMA technology (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), which ensures joint use of a single frequency simultaneously by several network users in the presence of intersymbol interference in the communication channel.
The obtained experimental results demonstrate a significant improvement in the quality of coherent signal reception when using the proposed algorithms for impulse response estimation in combination with the selected test signal combinations in OFDM systems with intersymbol interference.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.