Методи двоетапного оцінювання параметрів багатопроменевого каналу в системах зв’язку з технологією OFDM

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorШпилька, Олександр Олександрович
dc.contributor.authorМирончук, Олександр Юрійович
dc.date.accessioned2021-03-03T14:00:04Z
dc.date.available2021-03-03T14:00:04Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractukУ дисертаційній роботі вирішена актуальна наукова задача розробки методів двоетапного оцінювання параметрів багатопроменевого каналу в системах зв’язку з технологією OFDM на базі пілотних підносійних, використовуючи відомі статистичні характеристики каналу. Розроблені методи дозволяють підвищити точність оцінювання частотної характеристики каналу і зменшити ймовірність виникнення помилки під час прийому переданої інформації. В першому розділі показана актуальність задачі оцінювання частотної характеристики каналу, спотворення якої обумовлені багатопроменевим розповсюдженням сигналів і ефектом Допплера. Розглянуто принципи формування OFDM символів і їх структуру. Виконано огляд схем розміщення пілотних сигналів у структурі OFDM символів та особливостей їх застосування. Розглянуто методи оцінювання частотної характеристики каналу на підносійних з пілотними сигналами та методи інтерполяції значень частотної характеристики на підносійні з даними. Проведено порівняльний аналіз розглянутих методів на модельному прикладі шляхом статистичного моделювання. Результати моделювання показали, що актуальною являється задача розробки методів оцінювання параметрів багатопроменевих каналів з великим часом затримки та значним впливом ефекту Доплера. Виконано постановку задачі дослідження. В другому розділі розроблено двоетапний метод оцінювання частотної характеристики каналу по поточному прийнятому OFDM символу. На першому етапі значення частотної характеристики фільтруються на пілотних підносійних та екстраполюються на інформаційні підносійні за допомогою алгоритму калманівської фільтрації у прямому і зворотньому напрямках по відношенню до вектора спостережень. На другому етапі виконується обєднання параметрів апостеріорних розподілів на кожній підносійній. Розроблено двоетапний метод оцінювання частотної характеристики каналу з використанням оцінок із попередніх прийнятих OFDM символів. На першому етапі значення частотної характеристики фільтруються на пілотних підносійних та екстраполюються на інформаційні підносійні за допомогою алгоритму калманівської фільтрації у прямому, зворотньому та в часовому напрямках. На другому етапі виконується обєднання параметрів апостеріорних розподілів на кожній підносійній. За допомогою статистичного моделювання проведено порівняльний аналіз розроблених методів з відомими. В третьому розділі розроблено двоетапний метод сумісного оцінювання інформаційних символів і частотної характеристики каналу по поточному прийнятому OFDM символу. На першому етапі виконується рекурентний розрахунок параметрів апостеріорних розподілів значеннь частотної характеристики та апостеріорних ймовірностей інформаційних символів в прямому і зворотньому напрямках по відношенню до вектора спостережень. На другому етапі виконується обєднання параметрів апостеріорних розподілів та уточнення апостеріорних ймовірностей на кожній підносійній. Розроблено двоетапний метод сумісного оцінювання інформаційних символів і частотної характеристики каналу з використанням оцінок із попередніх прийнятих OFDM символів. На першому етапі виконується рекурентний розрахунок параметрів апостеріорних розподілів значеннь частотної характеристики та апостеріорних ймовірностей інформаційних символів в прямому, зворотньому та в часовому напрямках на кожній підносійній. На другому етапі виконується обєднання параметрів апостеріорних розподілів та уточнення апостеріорних ймовірностей на кожній підносійній. За допомогою статистичного моделювання проведено порівняльний аналіз розроблених методів з відомими. В четвертому розділі виконано аналіз ймовірнісних характеристик систем зв’язку з використанням розроблених методів. Також проведено розрахунок обчислювальних затрат для реалізації розроблених методів та порівняно з обчислювальними затратами для реалізації відомих. На основі результатів моделювань і виконаних розрахунків зроблено висновки про ефективність розроблених методів і можливість їх застосування на практиці. Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що: 1. Вперше розроблено метод двоетапного сумісного оцінювання інформаційних символів і ЧХ багатопроменевих каналів в системах зв’язку на базі технології OFDM. На першому етапі виконується сумісне оцінювання інформаційних символів і ЧХ з двох сторін вектора спостережень поточного OFDM символу. На другому етапі виконується об’єднання апостеріорних розподілів і уточнення апостеріорних ймовірностей на кожній із підносійних, які отримані в результаті оцінки на першому етапі. 2. Вперше розроблено метод двоетапного оцінювання ЧХ багатопроменевих каналів в системах зв’язку на базі технології OFDM. Для функціонування розробленого алгоритму необхідно, як і для відомого метода MMSE, знання статистичних властивостей каналу зв’язку. На першому етапі виконується оцінювання ЧХ з двох сторін вектора спостережень поточного OFDM символу. На другому етапі виконується об’єднання апостеріорних розподілів на кожній із підносійних, які отримані в результаті оцінки на першому етапі. 3. Вперше розроблено двоетапні методи оцінювання ЧХ каналу та сумісного оцінювання інформаційних символів і ЧХ, які враховують спостереження отримані на попередніх OFDM символах. При цьому на першому етапі виконується оцінювання як по поточному символу з двох сторін вектора спостережень, так і вздовж кожної із підносійних по спостереженнях з попередніх символів. На другому етапі, аналогічним чином, виконується об’єднання апостеріорних розподілів, які отримані на першому етапі. Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що: 1. Розроблені методи двоетапного оцінювання ЧХ каналу і сумісного оцінювання інформаційних символів та ЧХ каналу не потребують виконання класичних методів інтерполяції, що робить їх більш ефективними у порівнянні з MMSE методом, особливо в каналах з великим часом затримки сигналу. Зокрема, в каналі з максимальною затримкою 100 мкс при кількості підносійних в OFDM символі рівній 1024, серед яких кожна четверта відведена для пілотних сигналів, розроблені методи оцінювання по поточному прийнятому OFDM символу забезпечують енергетичний виграш до 5 дБ, в порівнянні з методом MMSE. Застосування розроблених методів з урахуванням оцінок із попередніх прийнятих OFDM символів дозволяє отримати додатковий енергетичний виграш до 2 дБ. Збільшення кількості підносійних з пілотними сигналами у структурі OFDM символа підвищує енергетичний виграш. 2. Обчислювальні затрати на реалізацію розроблених методів двоетапного оцінювання ЧХ по поточному прийнятому символу та з урахуванням оцінок із попередніх прийнятих OFDM символів на 2 порядки менші у порівнянні з обчислювальними затратами на реалізацію методу MMSE. Розроблені методи двоетапного сумісного оцінювання інформаційних символів і ЧХ по поточному прийнятому символу та з урахуванням оцінок із попередніх прийнятих OFDM символів потребують на порядок менше обчислювальних затрат у порівнянні з методом MMSE. 3. Розроблені методи двоетапного сумісного оцінювання інформаційних символів і ЧХ по поточному прийнятому символу та з урахуванням оцінок із попередніх прийнятих OFDM символів, на відміну від методів LS, MMSE та розроблених методів двоетапного оцінювання ЧХ каналу, не потребують подальшого прийняття рішень стосовно переданих інформаційних символів, оскільки це виконується безпосередньо під час виконання розроблених методів двоетапного сумісного оцінювання інформаційних символів і ЧХ каналу. Результати наукових досліджень можуть бути використані при розробці перспективних і модернізації існуючих приймачів сигналів в системах зв’язку з OFDM технологією для покращення їх ймовірнісних характеристик при роботі з багатопроменевими каналами із великими затримками. Основні теоретичні положення використовуються в навчальному процесі в дисципліні «Теорія передавання інформації».uk
dc.format.page175 с.uk
dc.identifier.citationМирончук, О. Ю. Методи двоетапного оцінювання параметрів багатопроменевого каналу в системах зв’язку з технологією OFDM : дис. … д-ра філософії : 17 – eлектроніка та телекомунікації / Мирончук Олександр Юрійович. – Київ, 2019. – 175 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/39775
dc.language.isoukuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectOFDMuk
dc.subjectцифровий зв'язокuk
dc.subjectбезпровідний канал зв’язкуuk
dc.subjectбагатопроменеве поширення сигналівuk
dc.subjectефект Допплераuk
dc.subjectоцінка параметрів каналуuk
dc.subjectчастотна характеристикаuk
dc.subjectкореляційна функціяuk
dc.subjectавторегресійна модельuk
dc.subjectфільтр Калманаuk
dc.subjectфільтраціяuk
dc.subjectоб’єднання оцінокuk
dc.subjectінтерполяціяuk
dc.subjectапостеріорна щільність ймовірностіuk
dc.subjectOFDMuk
dc.subjectdigital communicationuk
dc.subjectwireless communication channeluk
dc.subjectmultipath signal propagationuk
dc.subjectDoppler effectuk
dc.subjectestimation of channel parametersuk
dc.subjectfrequency responseuk
dc.subjectcorrelation functionuk
dc.subjectautoregressive modeluk
dc.subjectKalman filteruk
dc.subjectfilteringuk
dc.subjectcombining of estimatesuk
dc.subjectinterpolationuk
dc.subjecta posteriori density probabilityuk
dc.subject.udc621.396.62uk
dc.titleМетоди двоетапного оцінювання параметрів багатопроменевого каналу в системах зв’язку з технологією OFDMuk
dc.typeThesis Doctoraluk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Myronchuk_dys.pdf
Розмір:
4.42 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Дисертації (вільний доступ)