Алгоритм комплексной оценки каналов с mimo-ofdm




Скачать 466.36 Kb.
НазваниеАлгоритм комплексной оценки каналов с mimo-ofdm
страница1/7
Дата конвертации01.11.2012
Размер466.36 Kb.
ТипДокументы
  1   2   3   4   5   6   7

Теория и методы цифровой обработки сигналов



АЛГОРИТМ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ КАНАЛОВ С MIMO-OFDM,

ОСНОВАННЫЙ НА МНОГОМЕРНОМ ФИЛЬТРЕ КАЛМАНА



Исмаилов А.В., Кукушкин Д.С., Казаков Л.Н.

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова, Ярославль



В работе предложен алгоритм оценки и коррекции MIMO-OFDM - канала с частотно-селективными замираниями в условиях воздействия фазового шума на основе многомерного цифрового фильтра Калмана. Модель канала построена в форме авторегрессионной функции на основе модели Джейкса. В качестве модели фазового воздействия использован белый частотный шум. Результаты моделирования подчеркивают высокую эффективность предложенного алгоритма в условиях каналов с частотно-временным рассеянием.

Введение


Ортогональное частотное и пространственное мультиплексирование (MIMO-OFDM) – эффективный в условиях частотно-селективных замираний способ передачи, используемый в системах беспроводных связи. Сигналы MIMO-OFDM характеризуются высокой спектральной эффективностью и низким уровнем межсимвольной интерференции [1, 8].

Для когерентного разделения пространственных и частотных каналов и детектирования информационных символов необходима точная оценка параметров канала, что на практике осложнено их нестационарностью во времени (замираниями) [8].

Вопрос оценки MIMO-OFDM канала рассмотрен достаточно широко [2,3]. Особенность предлагаемого подхода заключается в синтезе оптимального алгоритма оценки на основе многомерного цифрового фильтра Калмана для модели оцениваемого канала, учитывающей как свойства среды распространения, так и искажения, возникающие в приемо-передающем тракте беспроводной системы связи. Полученные оценки используются для ортогонального разделения пространственных каналов.

Описание алгоритма


Сигнал на выходе OFDM демодуляторов на приемной стороне при условии идеальной символьной и частотной синхронизации может быть записан [4]:



(1)

где n – номер OFDM символа,   передаваемый информационный сигнал в k-ом частотном подканале,   коэффициент передачи каждого пространственного канала,   аддитивный Гауссовскй шум с нулевым средним и дисперсией , N – число поднесущих,   групповая фазовая ошибка, одинаковая для всех частотных подканалов , где – фазовый шум в j-ом канале. Таким образом, процесс разделения сводится к умножению на матрицу с обратной характеристикой канала.

Введем обозначение:

(2)

Полагая, что канал с замираниями описывается Релеевским распределением, для описания спектральной плотности мощности и Допплеровского спектра процесса замираний в работе использована модель Джейкса [5]. В соответствии с этим корреляционная функция для частотной характеристики канала может быть записана [5]:



(3)

где   максимальное Допплеровское смещение по частоте,   максимальной разброс задержек лучей в многолучевом канале, T – период OFDM-символа,   функция Бесселя первого рода нулевого порядка.

Тогда, с учетом независимости и , корреляционная функция может быть определена: (4)

где   корреляционная функция фазового шума (ФШ) , прошедшего через нелинейный элемент с характеристикой . можно определить с помощью прямого метода анализа нелинейных систем и по теореме Виннера-Хинчина из заданной спектральной плотности мощности (СПМ):

,

где   СПМ белого частотного шума, - уровень шума.

Изменение канальной матрицы во времени может быть достаточно точно описано авторегриссионной (АР) моделью. Определим вектор характеристики каждого пространственного канала с учетом действия ФШ, как . При этом АР модель будет выглядеть:

,

(5)

где и Q – квадратные матрицы размерностью N×N, вычисляемые с помощью системы уравнений Юла-Уокера [5], используя из (4), а   вектор белого гауссового шума размерностью N×1.

Для удобства введем обозначение . С учетом этого (5) примет вид:

,

(6)

где   БГШ с дисперсией , а матрицы C и G диагональные, где по диагонали стоят элементы: , , а и   единичная и нулевая матрицы размерности N×N.

С учетом вышесказанного (1) принимает вид: (7)




где ,
,
,
а   диагональная матрица размерности Nс×Nс, по диагонали которой расположены элементы.

Модель MIMO-OFDM сигнала заданная в форме (6) и (7) позволяет воспользоваться теорией многомерной фильтрации Калмана для оптимальной оценки канальной матрицы и групповой фазовой ошибки .

Уравнение для оптимальной системы оценки будет иметь вид:



(8)

где априорная матрица дисперсий определяется выражением , апостериорная матрица дисперсий выражается через уравнение , а коэффициент усиления   через где . Начальные условия: и , где - стационарная ковариация , может быть вычисленная из (4). Оценка на шаге n:

.

(9)

Информационные символы , необходимые для работы алгоритма, могут быть определены при помощи пилот-сигналов (на первом шаге) и/или в режиме работы с обратной связью (на последующих шагах).
  1   2   3   4   5   6   7

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Алгоритм комплексной оценки каналов с mimo-ofdm iconКомпенсация помех и измерение качества каналов связи
В настоящей конкурсной работе представлены результаты исследований, направленные на решение комплексной задачи повышения помехоустойчивости...

Алгоритм комплексной оценки каналов с mimo-ofdm iconАлгоритм выставления оценки по дисциплине
Результирующая итоговая оценка (Орезульт итог) по учебной дисциплине выставляется в зачетную ведомость и зачетную книжку студента....

Алгоритм комплексной оценки каналов с mimo-ofdm iconМодели оценки финансовых кризисов на основе теории катастроф аннотация. Проведены
Аннотация. Проведены исследование и анализ современных проблем при моделировании оценки угрозы банкротства предприятий. Проанализированы...

Алгоритм комплексной оценки каналов с mimo-ofdm icon«Основы оценки стоимости имущества»
Определение проблемы и планирование процедур. Сбор и обработка данных, анализ рыночной информации, описание и анализ характеристик...

Алгоритм комплексной оценки каналов с mimo-ofdm iconАлгоритм комплексной диагностики гиперактивности
Диагноз «сдвг» ставит детский психоневролог, у некоторых детей он отмечен в медицинской карте. Психолог и педагог в самом начале...

Алгоритм комплексной оценки каналов с mimo-ofdm iconТехнологии искусственного интеллекта в задачах диагностики частичных отказов измерительных каналов асутп
Нову метода положен алгоритм оценивания результатов измерений, основанный на информационной избыточности технологического процесса....

Алгоритм комплексной оценки каналов с mimo-ofdm iconАналоговые методы модуляции
Аппаратура выделения отдельных каналов в таких системах оказывается более простой по сравнению с системами, в которых используется...

Алгоритм комплексной оценки каналов с mimo-ofdm iconЦели требований 1 определить четкие критерии оценки и уменьшить вероятность возникновения недоразумений по этому поводу; 2 предложить примерный алгоритм работы в течение учебного года. Основные критерии оценок и условия их получения исходные посылки
Цели требований – 1 определить четкие критерии оценки и уменьшить вероятность возникновения недоразумений по этому поводу; 2 предложить...

Алгоритм комплексной оценки каналов с mimo-ofdm iconОбордуование для проведения поисковых мероприятий пдтр 2010 оглавление
Поисковые мероприятия пдтр являются сложной комплексной задачей, требующей охвата всех существующих на данный момент каналов утечки...

Алгоритм комплексной оценки каналов с mimo-ofdm iconBaseband Noise Suppression in ofdm systems


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница