К.В. Горохов1, А.В. Колобков2, Д.В. Хитева3

1-3 АО «НПП «Полет» (г. Н. Новгород, Россия)

1 gorokhovkv@mail.ru; 2 antvk@npp-polyot.ru; 3 geheimberater@yandex.ru

Постановка проблемы. Перемежение используется для преобразования групповых ошибок, возникающих в многолучевых радиоканалах с замираниями, в одиночные ошибки, с которыми может справиться помехоустойчивый кодек. Для эффективной работы перемежителя необходимо согласовать его структуру не только с параметрами сигнала и кода, но и с характеристиками канала связи.

Цель. Провести исследование зависимости структуры и параметров блочных перемежителей на помехоустойчивость OFDM-системы радиосвязи с фазовой манипуляцией и сверточным кодированием от параметров многолучевого замирающего канала для определения типа и параметров блочного перемежителя, обеспечивающего наилучшую помехоустойчивость системы.

Результаты. Рассмотрено влияние параметров блочных детерминированных и псевдослучайных перемежителей на помехоустойчивость OFDM-системы радиосвязи в зависимости от скорости замираний и интервала многолучевости канала. Определены критерии выбора параметров блоковых перемежителей для OFDM-систем со сверточным кодированием с учетом параметров канала радиосвязи. Проведены исследования для модели двухлучевого канала со статистически эквивалентными релеевскими замираниями и гауссовской формой доплеровского спектра мощности. Выполнена оптимизация параметров детерминированных перемежителей, с помощью которой удалось достичь такого же уровня помехоустойчивости системы связи, что и при использовании псевдослучайных перемежителей.

Практическая значимость. Представленные результаты подтверждают целесообразность применения псевдослучайных перемежителей на практике, когда выполнить согласование параметров перемежителя с параметрами канала достаточно сложно, так как их эффективность в меньшей степени подлежит влиянию изменения параметров канала связи.

Горохов К.В., Колобков А.В., Хитева Д.В. Исследование блочных перемежителей в OFDM-системах радиосвязи со сверточным кодированием в многолучевых каналах с быстрыми замираниями // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 9. С. 78−92. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202409-07

1. Stefan B., Ulrich S., Snjezana G., Norbert S. Interleaving for outer convolutional codes in DS-CDMA systems // IEEE Transactions on communication technology. 2000. V. 48. №. 7. P. 1100–1107.
2. Amos L. The performance of convolutional codes on the block erasure channel using various finite interleaving techniques // IEEE Transactions on communication technology. 1994. V. 40. № 5. P. 1459–1473.
3. Francesc R., Meritxell L., Gregori V. Adaptive interleaver based on rate-compatible punctured convolutional codes // IEEE Transactions on communication technology. 2009. V. 57. № 6. P. 1593–1598.
4. Viterbi A.J., Viterbi A.M., Nicolas J., Sindushyana N.T. Perspectives on interleaved concatenated codes with iterative soft output decoding // Proc. Int. Symp. on Turbo Codes & Related Topics. 1997. P. 47–54.
5. Watterson C.C., Juroshek J.R., Bensema W.D. Experimental confirmation of an HF channel model // IEEE Transactions on communication technology. 1970. V. 18, №. 6. P. 792–803.
6. Cai X., Giannakis G.B. Bounding performance and suppressing intercarrier interference in wireless mobile OFDM // IEEE Transactions Communications. 2003. V. 51. № 12. P. 2047–2056.
7. Золотарев В.В., Овечкин Г.В. Помехоустойчивое кодирование. Методы и алгоритмы: Справочник / Под ред. чл.-кор. РАН Ю.Б. Зубарева. М.: Горячая линия – Телеком. 2004. 126 с.
8. Odenwalder J.P. Error control coding handbook. Linkabit Corp. San Diego. Calif. 1976.
9. Баринов А.Ю. Перемежение в канальном кодировании: свойства, структура, специфика применения // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 1. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jan19/13/text.pdf.
10. Andrews K., Heegard C., Kozen D. A theory of interleavers // Technical report TR97-1634. Department of Computer Science. Cornell University. 1997.
11. Кларк Дж., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи. М.: Радио и связь. 1987. 391 с.
12. Горохов К.В., Колобков А.В., Хитева Д.В. Исследование влияния перемежения бит на помехоустойчивость OFDM-системы ДКМВ-радиосвязи со сверточным кодированием // Успехи современной радиоэлектроники. 2018. № 12. С. 19–24. DOI: 10.18127/j20700784–201812–04.
13. Горохов К.В., Колобков А.В., Хитева Д.В. О выборе перемежителя для ДКМВ-радиосвязи, использующей OFDM-сигналы и сверточное кодирование // Труды ХХII науч. конф. по радиофизике. ННГУ. 2018. C. 479–482.
14. Горохов К.В., Колобков А.В., Хитева Д.В. Зависимость эффективности перемежения в OFDM-системах связи от характеристик многолучевого канала с замираниями // Труды ХХIII науч. конф. по радиофизике. ННГУ. 2019. C. 470–473.
15. Горохов К.В., Колобков А.В., Хитева Д.В. Оптимизация структуры блокового перемежителя для OFDM-систем связи относительно параметров радиоканала // Труды ХХIV науч. конф. по радиофизике. ННГУ. 2020. С. 384–387.
16. Nguyen V.C., Kuchenbecker H.-P. Block interleaving for soft decision Viterbi decoding in OFDM systems // IEEE 54th Vehicular Technology Conference. 2001. V. 1. P. 470–474.