АЛГОРИТМ ОЦІНКИ Й КОРЕКЦІЇ ПАРАМЕТРІВ БАГАТОПРОМЕНЕВОГО КАНАЛУ ПРИ ДЕМОДУЛЯЦІЇ СИГНАЛІВ OFDM

Анотація

Сигнали OFDM становлять основу радіоінтерфейсу мереж мобільного зв'язку 4G. Завдяки високій спектральній ефективності та завадостійкості у каналі з багатопроменевим поширенням сигнали OFDM почали активно впроваджувати в інші системи. Серед найбільш відомих систем з сигналами OFDM можна відзначити сімейство LTE/LTE-Advanced, IEEE 802.11, IEEE 802.16, а також стандарти цифрового телебачення DVB-T, DVB-T2. Технології OFDM властиво два недоліки: велике значення пікфактора (PAPR), що знижує коефіцієнт корисної дії передавача, і висока чутливість до помилок синхронізації за частотою. Через них в LTE виключили OFDM у лініях Up (від абонента до базової станції), і перейшли на модуляцію SC-OFDM, пожертвувавши спектральною ефективністю. Рух користувача з високою швидкістю у середовищі з безліччю розсіювачів, характерним для щільної міської забудови, приводить до частотної дисперсії, коли біля кожної піднесучої виникає доплерівський спектр. Крім того, у будь-якій системі радіозв'язку присутні випадкові флуктуації фази радіосигналу, викликані нестабільністю генераторів приймача й передавача. У результаті порушується ортогональність піднесучих і виникає взаємна завада між ними (ICI – inter-carrier interference), що може істотно погіршувати завадостійкість багаточастотної системи. Тому невід'ємною частиною демодулятора приймального пристрою, що обробляє сигнали OFDM, є блок оцінки й корекції параметрів каналу (адаптивний еквалайзер). Існують дві категорії еквалайзерів (залежно від способу реалізації): визначальні параметри каналу в частотній області або в часовій області. Внаслідок того, що у системах з OFDM на етапі розділення піднесучих використовується швидке перетворення Фур'є, а також передбачено пілотні піднесучі, то з погляду ефективності апаратної реалізації й робочих характеристик доцільно розглядати еквалайзери, що виконують розрахунок параметрів каналу в частотній області. Традиційно для сигналів OFDM адаптивний еквалайзер будується на основі апроксимації частотної характеристики каналу шляхом усереднення результатів отриманих на пілотних піднесучих. У таких методах не враховується частотна залежність сумарного фазового зсування багатопроменевого сигналу. Відповідно гарні результати можна чекати при щільному розташуванні пілотних піднесучих, що у свою чергу знижує частотну ефективність. Запропонований метод дозволяє врахувати частотно-залежне фазове зсування й інтерференційні втрати, що виникли за рахунок додавання копій сигналу від різних шляхів поширення. Це особливо актуально у системах з малим числом пілотних піднесучих