АНАЛІЗ МЕТОДІВ ОЦІНЮВАННЯ ІМПУЛЬСНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАНАЛУ В СИСТЕМАХ ЗВ’ЯЗКУ З ТЕХНОЛОГІЄЮ OFDM

Анотація

Системи зв’язку є ключовим інструментом у розвитку сучасного суспільства. Розвиток технологій зумовлює потребу у високошвидкісному обміні даними у великих обсягах. Тому удосконалення наявних та створення нових систем зв’язку є актуальним завданням. Однією з найперспективніших технологій для розвитку цифрових систем зв’язку є ортогональне частотне мультиплексування (OFDM). Головною перевагою OFDM є його висока стійкість до багатопроменевого поширення сигналу (multi-path fading). У міському середовищі, де радіохвилі відбиваються від будівель, сигнал надходить до приймача з різними затримками, що спричиняє міжсимвольні перешкоди (ISI). OFDM вирішує цю проблему, розділяючи високошвидкісний потік даних на багато повільних підпотоків, кожний з яких передається на окремій, вузькій підносійній частоті. Завдяки цьому, символи стають довшими ніж затримки, спричинені відбиттями, що мінімізує вплив ISI. До того ж OFDM забезпечує високу спектральну ефективність, тобто дозволяє передавати більше даних на одиницю смуги частот. Це досягається завдяки ортогональності підносійних, спектри яких перекриваються, але не заважають один одному. Це дозволяє щільно «упакувати» підносійні, максимально використовуючи доступний частотний діапазон. У роботі проаналізовано методи оцінювання імпульсної характеристики каналу зв’язку в системах зв’язку з технологією OFDM. Оцінювання параметрів каналу зв’язку є важливим етапом в роботі OFDM систем, оскільки від точності оцінки параметрів каналу залежить кількість помилок, яка виникає під час передачі інформації. Зокрема розглянуто метод послідовності максимальної довжини (MLS), який не потребує апріорної інформації про канал, та метод мінімуму середньоквадратичної помилки (LMMSE), для роботи якого необхідно знати автоковаріаційну матрицю каналу. Ці методи широко використовуються на практиці, проте мають свої недоліки. Аналіз ефективності роботи методів проводився на модельному прикладі шляхом статистичного моделювання. Канал зв’язку описувався за моделлю Релея. Результати аналізу показали, що метод MLS простий в реалізації, проте демонструє гіршу точність оцінювання у порівнянні з методом LMMSE. Метод LMMSE показує виграш до 2 дБ в у порівнянні з методом MLS, проте має на порядок вищу обчислювальну складність.