М.А. Ромащенко1, О.Н. Чирков2, П.П. Чураков3

1,2 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» (г. Воронеж, Россия)

3 Пензенский государственный университет (г. Пенза, Россия)

Постановка проблемы. Пространственная модуляция (ПМ) представляет собой методику однопотоковой передачи данных с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO), при которой одновременно активируется только одна передающая антенна. В реальной беспроводной высокоскоростной системе передачи данные передаются пакетами. В приемнике неправильно декодированные пакеты требуют повторной передачи. Эффективная скорость передачи данных, т.е. пропускная способность, используется для сравнения производительности оценки канала для различных соотношений числа пилотных символов к информационным (отношение пилот/сигнал). Помимо полного исключения межканальных помех, ПМ также показывает большую экономию энергии в радиочастотной цепи. Однако в отличие от многопоточных систем MIMO оценка канала для ПМ становится проблемой, поскольку канал MIMO не может быть оценен на одном этапе передачи по единственному потоку.

Цель. Исследовать влияние пилот/сигнал на оценку канала с ПМ и разработать новый, более эффективный метод оценки канала радиосвязи с ПМ с использованием корреляции каналов и совместного оценивания потоков для разных передающих антенн.

Результаты. Предложен метод, который способен обеспечить тот же период оценки, что и методы оценки канала радиосвязи многопоточных MIMO-систем. Проведен сравнительный анализ изменения числа передаваемых пилот/сигналов при ПМ как в традиционных, так и в разработанном методах оценки канала связи. Показано, что при уравновешивании точности и объема данных достигается оптимальное отношение пилот/сигнал для максимальной пропускной способности канала. Проведено моделирование, результаты которого показали, что предложенный метод оценки превосходит традиционный с гораздо более низким оптимальным коэффициентом числа пилотов.

Практическая значимость. Предложенный метод оценки канала радиосвязи на основе корреляции увеличивает пропускную способность многопользовательских систем MIMO с более низким оптимальным коэффициентом пилот/сигнал. Результаты проведенного моделирования подтверждают выигрыш разработанного алгоритма по энергоэффективости, что дает возможность применять его для многопользовательских систем MIMO с высокой скоростью перемещения пользователя.

Ромащенко М.А., Чирков О.Н., Чураков П.П. Эффективный алгоритм оценки канала радиосвязи с пространственной модуляцией // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 6. С. 52−56. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202106-09

1. Wolniansky P., Foschini G., Golden G., and Valenzuela R. V-blast: an architecture for realizing very high data rates over the rich-scattering wireless channel // Signals, Systems, and Eletronics. 1998. ISSSE 98. 1998 URSI International Symposiumon. 1998. Р. 295−300.
2. Чирков О.Н. Эффективный алгоритм динамического распространения пилот-сигналов для оценки канала радиосвязи в многоантенных системах MIMO с ортогональным частотным уплотнением OFDM // Радиотехника. 2019. Т. 83. № 6(8). С. 163−168.
3. Чирков О.Н., Ромащенко М.А., Бобылкин И.С., Щипелев Р.Н., Соболев М.И. Методы помехоустойчивого обнаружения сигналов в многоантенных системах MIMO с пространственным мультиплексированием // Труды Междунар. симпозиума «Надежность и качество». 2019. Т. 2. С. 85−87.
4. Ромащенко М.А., Панычев С.Н., Чирков О.Н. Оптимальные алгоритмы совместной оценки канала радиосвязи и смещения частоты при многолучевом распространении сигнала // Радиотехника. 2019. Т. 83. № 6(8). С. 156−162.
5. Чирков О.Н., Муратов А.В. Получение OFDM сигналов для высокоскоростных сетей WiMax // Труды Междунар. симпозиума «Надежность и качество». 2012. Т. 1. С. 364.