В.Г. Карташевский1, Е.С. Семенов2, В.А. Цимбал3

1 Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики (г. Самара, Россия)

2 Волгоградский государственный университет (г. Волгоград, Россия)

3 Филиал Военной академии РВСН им. Петра Великого (г. Серпухов, Россия)

1 vgkartash@ya.ru; 2 essemenov@mail.ru; 3 tsimbalva@mail.ru

Постановка проблемы. В работе рассматривается один из возможных вариантов организации системы связи по технологии псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ) с использованием OFDM-сигналов в условиях, когда импульсная характеристика используемого канала связи с памятью на приемной стороне оценивается на основе слепой идентификации. Для повышения скорости передачи предлагается каждый OFDM-символ передавать без защитных промежутков (префиксов и постфиксов), на приемной стороне использовать субоптимальный (для канала с памятью) алгоритм обработки принимаемых отсчётов огибающей OFDM-символов, а необходимые для работы субоптимального алгоритма приема оценки импульсной характеристики канала формировать методом слепой идентификации. С помощью метода максимального правдоподобия совместно формируются оптимальные оценки отсчетов импульсной характеристики и огибающей OFDM-символа с использованием разнесенного приема (векторного канала), что при определенных условиях дает сходимость оценивания.

Цель. Представить один из возможных вариантов организации системы связи по технологии ППРЧ с применением OFDM-сигналов в условиях, когда оценка импульсной характеристики используемого канала связи с памятью на приемной стороне формируется на основе слепой идентификации.

Результаты. Получены оценки отсчетов огибающей OFDM-символа путем решения системы линейных алгебраических уравнений на основе на основе сформированных «слепых» оценках отсчетов импульсной характеристики канала с памятью. Решена задача демодуляции с применением процедуры быстрого преобразования Фурье (БПФ) для набора оценок отсчетов огибающей принимаемого OFDM-символа. Приведены результаты компьютерного эксперимента по влиянию точности оценивания отсчетов огибающей OFDM-символа на помехоустойчивость приема и выполнена оценка помехоустойчивости приема сигналов OFDM-QAM-4.

Практическая значимость. Результаты исследования подтверждают возможность использования в системе OFDM-ППРЧ слепых методов идентификации неизвестного канала связи (при отказе от периодического повторения одинаковых тестовых последовательностей для оценки свойств канала, что позволит улучшает скрытность передачи) при увеличении скорости передачи за счет отказа от защитных промежутков в OFDM-символе и сохранении высокой помехоустойчивости.

Карташевский В.Г., Семенов Е.С., Цимбал В.А. Слепое оценивание канала при использовании технологии OFDM – ППРЧ //
Радиотехника. 2024. Т. 88. № 6. С. 110−120. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202406-14

1. Борисов В.И., Зинчук В.М., Николаев В.И. и др. Системы радиосвязи с расширением спектра сигналов (аналитический обзор) // Теория и техника радиосвязи. 1998. Вып. 1. С. 18-48.
2. Карпухин Е.О., Мазепа Р.Б., Михайлов В.Ю. Исследование перспективных сигнально-кодовых конструкций на основе FH-OFDM при воздействии Доплеровского сдвига частоты // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2016. Т. 8. № 1. С. 12–16.
3. Строкова А.Ю., Фролов А.Н., Алешечкин А.М. Эффективность использования OFDM в тропосферном канале связи, способы повышения помехоустойчивости // Вестник СибГАУ. № 2(48). 2013. С. 91-94.
4. Дворников С.В., Пшеничников А.В., Манаенко С.С. Статистические характеристики помехозащищенных радиолиний с управлением частотным ресурсом // Информационные технологии. 2019. Т. 25. № 1. С. 35-40.
5. Иванов Д.В., Иванов В.А., Рябова Н.В., Овчинников В.В., Катков Е.В. Метод дополнительного повышения скрытности и помехоустойчивости систем широкополосной КВ-радиосвязи, работающих в диспергирующих ионосферных каналах // Тезисы докладов VI Междунар. науч.-технич. конф. «Радиотехника, электроника и связь». Омск: ОНИИП. 2021. С. 83–85.
6. Карташевский В.Г., Семенов Е.С., Цимбал В.А. Использование OFDM-сигналов в технологии псевдослучайной перестройки рабочей частоты // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 2. С. 118−126. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202402-15.
7. Карташевский В.Г., Семенов Е.С. Слепое оценивание параметров частотно-селективных каналов в системах OFDM // Электросвязь. 2023. № 10. С. 64-70.
8. Ruifeng Z. Blind Channel Estimation for Precoded OFDM System // IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP’05) // IEEE. 2005. P. 469-472. DOI: 10.1109/ICASSP.2005.1415748.
9. Petropulu A., Zhang R., Lin R. Blind OFDM Channel Estimation Through Simple Linear Precoding // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2004. V. 3. Is. 2. P. 647-655. DOI: 10.1109/TWC.2003.821140.
10. Gao F., Nallanathan A.A. A simple subspace-based blind channel estimation for OFDM systems // IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC 2006). 2006. P. 1515-1518. DOI: 10.1109/WCNC.2006.1696512.
11. Горячкин О.В. Методы слепой обработки сигналов и их приложения в системах радиотехники и связи. М.: Радио и связь. 2003. 230 с.
12. Прокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ. / Под ред. Д.Д. Кловского. М.: Радио и связь. 2000. 800 с.
13. Карташевский В.Г., Шатилов С.В. Прием пакетов сигналов ФМ-4 в каналах с рассеянием // Радиотехника. 2011. Т. 65. № 7. С. 26-35.
14. Abed-Meraim K., Qiu W., Hua Y. Blind system identification // IEEE Proceedings. 1997. V. 85. Р. 1308-1322.
15. Hua Y. Fast maximum likelihood for blind identification of multiple FIR channels // IEEE Transactions on Signal Processing. Mar. 1996. V. 44. Р. 661-672.
16. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. М.: Наука. 1967. 576 с.