А.А. Малютин1, М.Д. Портниченко2, А.Н. Зюзин3

1-3 АО НВП «ПРОТЕК» (г. Воронеж, Россия)

1-3 protek@protek-vrn.ru

Постановка проблемы. В последние годы увеличился интерес к системам, функционирующим в диапазоне декаметровых волн, что обусловлено необходимостью обеспечения автономности, живучести и расширению зон связи без применения спутниковых или сотовых сегментов. Однако по эффективности использования пропускной способности многолучевого канала такие системы по-прежнему заметно уступают системам связи других диапазонов. Кроме того, неточная оценка параметров канала из-за низкого отношения сигнал/шум снижает эффективность современных методов детектирования.
В связи с этим, разработка вычислительно управляемых нелинейных алгоритмов первой ступени турбо-эквалайзера имеет как научный, так и практический интерес.

Цель. Представить алгоритм замены линейного эквалайзера первой ступени турбо-эквалайзера на вычислительно управляемую схему решеточного детектирования, сочетающую в себе редукцию базиса методом Ленстры–Ленстры–Ловаса, поиск по Шнорру–Эйхнеру, ограничение сложности по схеме К-best и EM-уточнение оценки канала.

Результаты. Рассмотрена задача повышения эффективности первой ступени турбо-эквалайзера для систем связи с многолучевым каналом. Показано, что применение традиционного линейного эквалайзера ограничивает область сходимости итерационного процесса и не позволяет в полной мере использовать структуру сигнала. Установлено, что прямой переход к строго оптимальным решетчатым алгоритмам детектирования невозможен из-за чрезмерной вычислительной сложности. Предложен альтернативный вычислительно реализуемый алгоритм, основанный на редукции базиса методом Ленстры–Ленстры–Ловаса, поиске по Шнорру–Эйхнеру, ограничении сложности по схеме K-best и внутреннем EM-уточнении оценки канала, что позволяет значительно полнее использовать структуру многолучевого сигнала чем линейный эквалайзер и сохранить возможность управления вычислительными затратами.

Практическая значимость. Представленный алгоритм может быть использован в модемах с турбо-эквализацией, предназначенных для помехоустойчивой передачи данных в условиях многолучевости и глубоких замираний, а также при модернизации существующих средств связи без радикального изменения общей архитектуры приемника.

Малютин А.А., Портниченко М.Д., Зюзин А.Н. Турбо-эквалайзер на основе решетчатого поиска, редукции базиса и EM-оценки канала // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 7. С. 168-179. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202607-24

1. Малютин А.А., Нечаев Ю.Б., Радько П.Н. Итеративный алгоритм линейного выравнивания, робастный по отношению к ошибкам оценок характеристик канала связи // Инфокоммуникационные технологии. 2010. Т. 8. № 4. С. 17-24.
2. Нечаев Ю.Б., Малютин А.А., Радько П.Н. Помехоустойчивость итеративных алгоритмов приема в многолучевых каналах с неточно известными параметрами // Теория и техника радиосвязи. 2009. № 4. С. 23-28.
3. Lenstra A.K., Lenstra H.W., Lovász L. Factoring polynomials with rational coefficients // Mathematische Annalen. 1982. V. 261. Р. 515–534.
4. Schnorr C.P., Euchner M. Lattice basis reduction: Improved practical algorithms and solving subset sum problems // Mathematical Programming. 1994. V. 66. Р. 181–199.
5. Guo Z., Nilsson P. Algorithm and implementation of the K-best sphere decoding for MIMO detection // IEEE Journal on selected areas in communications. 2006. V. 24. № 3. Р. 491-503.
6. Dempster A.P., Laird N.M., Rubin D.B. Maximum likelihood from incomplete data via the EM algorithm // Journal of the Royal Statistical Society. Series B. 1977. V. 39. № 1. Р. 1–38.
7. Lee S.J., Singer A.C., Shanbhag N.R. Linear turbo equalization analysis via BER transfer and EXIT charts // IEEE Transactions on signal processing. 2005. V. 53. № 8. Р. 2883-2897.