Оптимизация алгоритмов идентификации многолучевого канала в широкополосных системах радиодоступа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат технических наук Бочечка, Григорий Сергеевич

• Бочечка, Григорий Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бочечка, Григорий Сергеевич

Введение.

1 Анализ проблемы оценивания характеристик многолучевого канала в системах радиодоступа с технологией OFDM.

1.1 Стандарты беспроводных сетей.

1.2 Многолучевые радиоканалы.

1.3 Синхронизация и оценивание характеристик канала.

1.4 Используемые алгоритмы оценивания в системах с технологией OFDM.

Выводы.

2 Оптимизация алгоритмов идентификации многолучевого канала в системах радиодоступа с технологией OFDM.

2.1 Оценка момента начала OFDM блока и частотного сдвига.

2.2 Оценка коэффициента передачи канала.

2.3 Оценки общего фазового сдвига.

Выводы.

3 Имитационная модель системы радиодоступа с технологией OFDM.

3.1 Выбор значений параметров OFDM сигнала.

3.2 Модель системы радиодоступа.

3.3 Имитационные модели блоков идентификации многолучевого канала и оценивания общего фазового сдвига.

Выводы.

4 Эффективность оптимизации алгоритмов идентификации многолучевого канала

4.1 Результаты моделирования алгоритмов оценки момента начала OFDM блока и частотного сдвига.

4.2 Результаты моделирования алгоритмов оценки коэффициента передачи канала.

4.3 Результаты моделирования алгоритма оценки фазового шума приемника

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация алгоритмов идентификации многолучевого канала в широкополосных системах радиодоступа»

Все большую популярность среди специалистов и потребителей услуг связи завоевывают технологии радиодоступа. Долгое время они находились в тени сотовой связи и воспринимались как второстепенные и вспомогательные, с помощью которых замещались традиционные проводные технологии. Однако в настоящее время технологии стремительно выходят на первый план благодаря новым способам формирования и обработки сигналов, новым сценариям предоставления услуг связи, снижению стоимости оборудования и упрощению его применения. Еще более серьезным аргументом «за» радиодоступ является постоянное увеличение пропускной способности, доступной абоненту. За период (1989-2011 гг.) увеличение составило сотни раз (с 1 до 300 Мбит/с) и неудержимо продолжается благодаря непрерывному внедрению новейших научных и технологических решений [52].

Удобство и высокое качество услуг связи, предоставляемых оборудованием радиодоступа, позволяют ему успешно конкурировать с проводными средствами связи.

Дополнительным фактором, способствующим быстрому внедрению систем радиодоступа, является широкая полоса частот, доступная для применения в мире в целом, и в России, в частности.

Существенно более высокий уровень спектральной эффективности, достигающий сегодня значений 6 бит/с/Гц, и ее постоянное увеличение обеспечивают дальнейший рост преимуществ оборудования радиодоступа по отношению к технологиям сотовой связи (спектральная эффективность которых менее 1 бит/с/Гц).

Рост популярности технологий радиодоступа характеризует также постоянно возрастающее количество сертифицированных в России типов оборудования. На сегодняшний день общее количество сертифицированных типов оборудования радиодоступа составляет несколько тысяч и постоянно увеличивается. Стандарты радиодоступа 802.11, 802.16 и др., обеспечивают подключение абонентов по различным стыкам, что позволяет строить полностью беспроводные сети любого масштаба и емкости.

Одним из перспективных направлений в области создания цифровых систем радиодоступа, является использование технологии ортогонального частотного разделения с мультиплексированием (OFDM). Системы использующие данную технологию имеют высокую устойчивость по отношению к частотно-селективным замираниям и узкополосным помехам. В системах с одним несущим колебанием, замирание на данной частоте или узкополосная помеха, попадающая на эту частоту, могут полностью прервать передачу данных. В многочастотных системах в аналогичных условиях оказываются подавленными лишь незначительная часть поднесущих колебаний. Помехоустойчивое кодирование может обеспечить восстановление данных, потерянных на подавленных поднесущих.

При OFDM высокоскоростной поток данных разбивается на большое число низкоскоростных потоков, каждый из которых передается в своем частотном канале (на своей поднесущей частоте), т.е. в частотных каналах длительность канальных символов может быть выбрана достаточно большой, значительно превышающей время расширения задержки сигнала в канале. Следовательно, межсимвольная интерференция (МСИ) в каждом частотном канале поражает лишь незначительную часть канального символа, которую можно исключить из последующей обработки в приемнике за счет введения временного защитного интервала между соседними канальными символами при контролируемом снижении скорости передачи.

Высокая спектральная эффективность обеспечивается достаточно близким расположением частот соседних поднесущих колебаний, которые генерируются совместно так, чтобы сигналы всех поднесущих были ортогональны. Это достигается благодаря использованию дискретного преобразования Фурье (ДПФ), которое может быть эффективно выполнено с применением алгоритмов быстрого преобразования Фурье (БПФ). Следует отметить, что такое преобразование используется также и в приемнике данной системы передачи при демодуляции принимаемого сигнала. Благодаря этому абонентское оборудование оказывается сравнительно простым, поскольку исключается необходимость использования наборов генераторов гармонических иодиесущих колебаний и когерентных демодуляторов, которые необходимы при обычном частотном разделении каналов.

Технология OFDM используется в беспроводных локальных и городских сетях передачи данных, в системах цифрового наземного телевидения.

С другой стороны, данной технологии присущи и некоторые недостатки -высокая чувствительность к смещению частоты и флюктуациям фазы принимаемого сигнала относительно опорного гармонического колебания приемника [68]. Недостатки технологии составляют задачу для современных исследований. В частности существует актуальная научно-техническая проблема повышения эффективности использования технологии OFDM в системах радиодоступа путем оптимизации алгоритмов идентификации многолучевых каналов связи.

По данной проблеме имеется большое количество как зарубежных, так и российских работ.

Вопросу оценки и компенсации коэффициента передачи многолучевого канала посвящены работы [2], [5], [6], [10], в которых рассмотрены различные варианты построения систем оценивания, различные алгоритмы интерполяции оценок и различные алгоритмы компенсации канального множителя. В основе всех перечисленных работ лежит использование пилот-сигналов, по которым выполняется оценивание. Поиск наилучшего способа добавления пилот-сигналов для различных систем радиодоступа с различными моделями радиоканалов является актуальной задачей.

Тактовой оценке моментов начала OFDM блока и оценке его частотного сдвига посвящены работы [4], [11], [13], [18], [23], [35], [49], в которых рассмотрены различные обучающие сигналы и различные алгоритмы оценивания их параметров. В некоторых работах предлагается для оценки использовать циклический префикс благодаря идентичности отсчетов комплексной огибающей OFDM символа на интервале циклического префикса и на конечном интервале. Но данные алгоритмы дают более низкую точность оценки по сравнению с алгоритмами, использующими специализированные преамбулы OFDM блока. Построение специализированных преамбул, обеспечивающих более высокую точность оценок момента начала OFDM блока и частотного сдвига OFDM блока, является задачей, требующей дополнительных исследований.

Исследованию эффекта фазового шума в приемниках посвящены работы [8], [16], [22], [34], [61], а в работах [1], [3], [7], [9], [20] исследуются различные алгоритмы оценивания и компенсации общего фазового сдвига, вызванного фазовым шумом, в приемниках OFDM сигналов. Практически все алгоритмы оценивания общего фазового сдвига основаны на теории фильтрации Калмана и имеют относительно высокую вычислительную сложность. Актуальной задачей является понижение вычислительной сложности алгоритма при сохранении точности оценки.

Для исследований будем использовать систему стандарта IEEE 802.11а, так как она с одной стороны удобна для анализа, а с другой стороны имеет структуру OFDM блоков аналогичную современным стандартам беспроводных локальных сетей, таких как IEEE 802.1 lg и IEEE 802.1 In. Обучающие последовательности преамбул у этих стандартов одинаковы, и размещение пилот-сигналов схоже. Результаты, полученные для системы стандарта IEEE 802.11а, могут быть использованы для беспроводных локальных сетей других стандартов.

Цель диссертационной работы

Целью диссертационной работы является повышение эффективности функционирования систем радиодоступа с технологией OFDM на основе использования более совершенных алгоритмов идентификации многолучевого канала. Критерием эффективности функционирования системы радиодоступа в данной работе будем считать требуемое отношение сигнал/шум канала связи для обеспечения заданной вероятности битовой ошибки системы 10"5.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1) анализ существующих алгоритмов оценивания параметров многолучевого канала в системах радиодоступа с технологией OFDM и свойств используемых пилот-сигналов, и обучающих последовательностей;

2) поиск новых обучающих последовательностей и пилот сигналов с более подходящими свойствами для рассматриваемых систем;

3) модификация алгоритмов оценивания параметров многолучевого канала при новых обучающих последовательностях и пилот-сигналах;

4) оценка эффективности применения новых обучающих последовательностей и пилот-сигналов в системах радиодоступа с технологией OFDM;

5) обоснование практических рекомендации по применению модифицированных алгоритмов;

6) разработка имитационной модели систем радиодоступа с технологией OFDM для экспериментальной оценки эффективности модифицированных алгоритмов.

Для решения поставленных задач исследования использовались положения теории случайных процессов, теории вероятностей и математической статистики, теории электрической связи и статистической радиотехники.

Научная новизна работы

1) Предложена новая структура преамбулы OFDM блока, использующая многофазные последовательности Фрэнка и Задова-Чу.

2) Результаты исследования эффективности алгоритмов оценки частотного сдвига и момента начала OFDM блока, подтверждающие преимущество новой структуры преамбулы.

3) Результаты сравнения алгоритмов оценки коэффициента передачи канала, использующих блочные и распределенные пилот-сигналы, по различным показателям: качество оценки коэффициента передачи канала, необходимое количество пилот-символов, вычислительная сложность алгоритма оценки. Сформулированы рекомендации по размещению пилот-сигналов на плоскости частота-время

4) Предложен алгоритм оценки общего фазового сдвига OFDM символа, имеющий меньшую вычислительную сложность по сравнению с используемыми алгоритмами, и обеспечивающий практически ту же точность оценивания.

5) Разработана имитационная модель системы радиодоступа с технологией OFDM, позволяющая экспериментально исследовать эффективность и практическую полезность предложенных технических решений.

Практическая значимость работы

Полученные в работе научные результаты позволяют предложить технические решения для систем радиодоступа с технологией OFDM, обеспечивающие повышение качества передачи информации и меньшую вычислительную сложность таких систем. В частности, результаты диссертационной работы могут быть использованы для модификации систем радиодоступа как локальных, так и городских беспроводных вычислительных систем.

Внедрение результатов работы

Результаты диссертационных исследований внедрены:

- в учебный процесс на кафедре радиотехнических систем МТУСИ, в виде лабораторной работы «Исследование способа формирования и обработки сигнала с ортогональным частотным разделением каналов и мультиплексированием с использованием программного пакета SIMULINK»;

- в специальном программном обеспечении автоматизированного программно-аппаратного комплекса оценки электромагнитной обстановки и определения условий электромагнитной совместимости РЭС различного назначения в ЗАО "Национальное радиотехническое бюро".

Внедрение результатов диссертационной работы подтверждено соответствующими актами.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

- Вторая отраслевая научная конференция "Технологии информационного общества", МТУСИ, 2008;

- Третья отраслевая научная конференция-форум "Технологии информационного общества", посвященная 150-летию со дня рождения A.C. Попова, МТУ СИ, 2009;

- Всероссийский научно-технический семинар «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания», Воронеж, 2009;

- Четвертая отраслевая научная конференция-форум "Технологии информационного общества", МТУСИ, 2010.

Публикации результатов

Основные результаты исследования опубликованы в 7 печатных работах [42], [43], [44], [45], [46], [47], [48], в том числе 3 в журнале из списка высшей аттестационной комиссии.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и двух приложений. Работа изложена на 132 страницах, содержит 66 рисунков и 9 таблиц, список использованных источников из 72 наименований.

Заключение диссертации по теме «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», Бочечка, Григорий Сергеевич

Выводы

1) Модифицированная имитационная модель системы радиодоступа стандарта IEEE 802.11а и разработанные дополнительно к ней программы на языке Matlab обеспечивают возможность исследования эффективности традиционных и предлагаемых алгоритмов идентификации многолучевого канала. Модель позволяет исследовать частотные и временные характеристики многолучевого канала, среднеквадратичные ошибки алгоритмов оценки характеристик канала, вычислять вероятность битовой ошибки и среднюю скорость передачи системы радиодоступа.

2) Разработанная имитационная модель содержит основные функциональные блоки реальной системы радиодоступа - блоки помехоустойчивого и сигнального кодирования, выкалывания и перемежения, что позволяет считать экспериментальные условия приближенными к реальным. Однако модель не содержит высокочастотного тракта и поэтому не учитывает искажений, которые вносятся в передаваемый сигнал при переносе на несущую частоту и обратно.

3) В качестве показателя эффективности функционирования алгоритмов идентификации многолучевого канала и меры для сравнения традиционных и предлагаемых алгоритмов оценки будем использовать отношение сигнал/шум канала связи для заданной вероятности битовой ошибки системы 10"5.

4 Эффективность оптимизации алгоритмов идентификации многолучевого канала

4.1 Результаты моделирования алгоритмов оценки момента начала OFDM блока и частотного сдвига

Для сравнения точности оценивания момента начала OFDM блока и частотного при использовании стандартной структуры преамбулы и преамбул составленных из последовательностей Фрэнка и Задова-Чу проведен ряд экспериментальных испытаний. В эксперименте смещение сигнала во временной области производится на число отсчетов комплексной огибающей OFDM символа и варьируется в пределах от 1 до 200 отсчетов, что соответствует длительности 2.5 OFDM символов. OFDM блок содержит 100 информационных OFDM символов. Для проверки эффективности новых преамбул была выбрана как упрощенная модель канала в виде АБГШ, так и многолучевая модель канала. При моделировании дополнительно используется алгоритм оценки и компенсации коэффициента передачи канала по блочным пилот-сигналам, фазовый шум отсутствует. Для вычисления СКО произведено 104 независимых испытаний. На рисунках 4.1.1 и 4.1.2 представлены зависимости СКО алгоритмов грубой и точной оценок начала OFDM блока от отношения сигнал/шум в канале с АБГШ. Графики 4.1.1 показывают, что последовательности Фрэнка и Задова-Чу дают меньшую ошибку оценки начала OFDM блока по сравнению со стандартной последовательностью.

При СКО грубой оценки, нормированной к Ts, равной 0.25, выигрыш в отношении сигнал/шум при использовании последовательности Фрэнка составляет почти 5 дБ, а при использовании последовательности Задова-Чу 4.4 дБ. в Это объясняется тем, что корреляционные функции последовательностей Фрэнка и Задова-Чу имеют меньшую величину боковых лепестков и, следовательно для изменения положения максимума корреляционной функции необходима большая помеха. Выигрыша от использования последовательностей Фрэнка и Задова-Чу в СКО точной оценки не получено.

I и ф о о

X X то ш о CL

CL О X X и о

Si О

10

10 15

Сигнал/Шум, дБ

20

25

0 1 2 3 4 5 6

Сигнал/Шум, дБ

Рисунок 4.1.1 - Зависимость СКО грубой оценки начала OFDM блока от отношения сигнал/шум в канале. ш и го ш о CL а. о х ф =г о

О о

10

-е

1 Стандарт ■ Фрэнк Задов-Чу J L

10 15

Сигнал/Шум, дБ

20

25

Рисунок 4.1.2 - Зависимость СКО точной оценки начала OFDM блока от отношения сигнал/шум в канале.

На рисунках 4.1.3 и 4.1.4 представлены зависимости СКО алгоритмов грубой и точной оценок частотного сдвига от отношения сигнал/шум в канале, при использовании различных обучающих последовательностей, модель канала в виде АБГШ. Частотный сдвиг для одного OFDM символа вводится за счет умножения j'2K-£-Tc-п/ Nc всех отсчетов его комплексной огибающей на экспоненту вида £ , где е - вводимый частотный сдвиг, Гс - длительность OFDM символа, Nc - количество отсчетов в OFDM символе, п - текущий отсчет. Вводимый частотный сдвиг изменяется от 1 до 100 Гц. Для вычисления СКО произведено 104 независимых испытаний. Все обучающие последовательности дают одинаковые ошибки оценки частотного сдвига, в канале с АБГШ.

10г| i i i .i . -------J--------------- Стандарт —♦— Фрэнк —С - - Задов-Чу г::::::::::::::::::::::.

• - .¡-.

1

1 •»'"«••V ^ 1

Г. .

1 г.-ч.^

1

1

1 Ч

1 1 !

О 5 10 15 20 25

Сигнал/Шум, дБ

Рисунок 4.1.3 - Зависимость СКО грубой оценки частотного сдвига от отношения сигнал/шум в канале.

О 5 10 15 20 25

Сигнал/Шум, дБ

Рисунок 4.1.4 - Зависимость СКО точной оценки частотного сдвига от отношения сигнал/шум в канале.

Так как применение последовательностей Фрэнка и Задова-Чу, позволяет добиться меньшей средней ошибки оценки начала OFDM блока по сравнению со стандартной последовательностью, важно сравнить влияние алгоритма оценки начала OFDM блока, использующего эти последовательности, на вероятность битовой ошибки системы радиодоступа.

На рисунках 4.1.5 и 4.1.6 представлены зависимости вероятности битовой ошибки от отношения сигнал/шум в канале с АБГШ. При моделировании, передаваемый OFDM блок задерживается на величину от 1 до 200 отсчетов комплексной огибающей OFDM символа, для оценки и компенсации введенной задержки используются грубый и точный алгоритмы с различными обучающими последовательностями. Данные зависимости показывают, что применение последовательностей Фрэнка и Задова-Чу позволяет снизить вероятность битовой

105 ошибки системы. При использовании только алгоритма грубой оценки начала OFDM блока выигрыш в отношении Сигнал/Шум у новых преамбул составляет 0.5 дБ при вероятности битовой ошибки равной 10"5. lO I о о со о о о

X t-о; о о. а) СП

10

3 о •s о m ю

КО Л

О О

Q-О) Ш

10"

10

6 8 10 Сигнал/Шум, дБ Стандарт

- Задов-Чу

-^ц

12

Сигнал'Шум, дБ

14

Рисунок 4.1.5 - Зависимость вероятности битовой ошибки системы от отношения сигнал/шум в канале (при использовании только алгоритма грубой оценки начала

OFDM блока) ю о ш о к

13 А

О X о: о ф Ш

4 5 6 7 Сигнал/Шум, дБ

10

-г из

§ ю" m о иэ л

10' о. ш 0D

10'

-©-Стандарт

-Фрэнк

Задов-Чу

10

Смгнал'Шум. дБ

Рисунок 4.1.6 - Зависимость вероятности битовой ошибки системы от отношения сигнал/шум в канале (при использовании алгоритма грубой и точной оценки начала

OFDM блока)

При использовании алгоритма грубой и точной оценки начала OFDM блока выигрыш в отношении Сигнал/Шум у новых преамбул составляет около 0.35 дБ при вероятности битовой ошибки равной 10"5.

Проведенные эксперименты с упрощенной моделью канала, показали преимущество новых моделей преамбулы. Сравним влияние различных моделей преамбулы на качество функционирования системы радиодоступа при реальных условиях распространения сигнала через многолучевой канал. Для этого будем использовать модель канала А с максимальным допплеровским смещением 100 Гц. При моделировании, передаваемый OFDM блок задерживается на величину от 1 до 200 отсчетов комплексной огибающей OFDM символа, вводимый частотный сдвиг изменяется от 1 до 100 Гц. В приемнике выполняются грубые и точные оценки момента начала OFDM блока и частотного сдвига, а также выполняется компенсация коэффициента передачи канала с использованием блочных пилот-сигналов. Качество работы системы радиодоступа оценивается с помощью вероятности битовой ошибки. На рисунке 4.1.7 представлены зависимости вероятности битовой ошибки системы от отношения сигнал/шум в канале для различных моделей преамбул, отношение сигнал/шум в канале определяется как отношение общей мощности всех лучей к мощности шума. Из графика видно, что новые преамбулы позволяют повысить эффективность работы системы радиодоступа. Наименьшую вероятность битовой ошибки обеспечивает преамбула, составленная из последовательностей Фрэнка. При вероятности битовой ошибки равной 10~5 использование последовательности Задова-Чу дает выигрыш в отношении Сигнал/Шум 1 дБ, а использование последовательности Фрэнка дает выигрыш в отношении Сигнал/Шум 1.2 дБ. s 102 X ID 1 0

1 ю"! t

ID J3 I

0 °

1 ю-4 о

Q. Ш

03

10"5 10*

0 2 4 5 8 10 12 14 16 18 20 22

Сигнал/Шум, дБ in'F.?.

10"-' -l-1-1-1

6 8 10 12 14

Сигнал/Шум. дБ

Рисунок 4.1.7 - Зависимость вероятности битовой ошибки системы от отношения сигнал/шум в канале для модели канала А (при использовании алгоритмов оценки начала OFDM блока и частотного сдвига) Итоговое сравнение алгоритмов оценки начала OFDM блока и частотного сдвига при использовании стандартных и новых обучающих последовательностей представлено в таблице 4.1.1.

Заключение

Основными научными результатами, полученными в диссертационной работе, являются следующие:

1) На основе анализа используемых в современном оборудовании алгоритмов оценки коэффициента передачи канала, оценки момента начала OFDM блока и частотного сдвига, оценки общего фазового сдвига, вызванного фазовым шумом приемника OFDM сигналов, выявлены дополнительные возможности совершенствования данных алгоритмов. Результаты, полученные для системы стандарта IEEE 802.11а, могут быть использованы в новых стандартах беспроводных локальных сетей и в беспроводных городских сетях.

2) Исследованы различные алгоритмы оценки коэффициента передачи канала, основанные на встраиваемых пилот сигналах блочного и распределенного типа. Обоснована и экспериментально подтверждена более высокая эффективность алгоритма, использующего пилот-сигналы блочного типа, по сравнению с алгоритмом оценки, основанном на встраиваемых пилот-сигналах распределенного типа. Использование блочных пилот-сигналов обеспечивает меньшее количество ошибочно принятых данных, и требует меньшее количество пилот-символов.

3) Разработана новая структура преамбулы OFDM блока, использующая обучающие последовательности, составленные из идеальных многофазных последовательностей Фрэнка и Задова-Чу; благодаря хорошим корреляционным свойствам этих последовательностей новая структура обеспечивает более высокую точность тактовой синхронизации. Последовательность Фрэнка обеспечивает выигрыш в отношение сигнал/шум канала связи для вероятности битовой ошибки системы равной 10~5 на 1.2 дБ, а последовательность Задова-Чу на 1 дБ. Новая структура преамбулы позволяет также снизить значение пик-фактора преамбулы блока OFDM символов в 1.62 раза.

4) Предложен алгоритм оценки общего фазового сдвига OFDM символа без использования рекурсивной фильтрации, имеющий меньшую вычислительную

119 сложность при практически той же эффективности оценивания. Данный алгоритм требует в 41 раз меньше операций умножения.

5) Разработана имитационная модель системы радиодоступа стандарта IEEE 802.11а, содержащая все основные функциональные блоки реальной системы, позволившая экспериментально оценить эффективность предложенных методов оценки коэффициента передачи канала и частотного сдвига; для исследования эффективности алгоритмов оценки начала OFDM блока и оценки общего фазового сдвига разработано также программное обеспечение для системы Matlab. Данные имитационные модели обеспечили возможность получения количественных оценок эффективности технических решений, предложенных в данной диссертационной работе, что подтвердило их практическую значимость.

ПЕРЕДАТЧИК

Данные

Помехоустойчивый кодер

Перемежитель

Сигнальный кодер (ФМ, КАМ)

ОБПФ

Добавление защитного интервала Весовое ЦАП Квадратурный Выход окно модулятор Я чз Я и о £ п а я л

ПРИЕМНИК

Синхронизация

Данные

Помехоустойчивый декодер

Деперемежитель

Сигнальный декодер (ФМ, КАМ)

БПФ

Удаление защитного интервала

АЦП

Квадратурный демодулятор

Вход

Рисунок 1 - Функциональная схема передатчика и приемника OFDM сигналов

ФНЧ - фильтр нижних частот Г - генератор ФВ - фазовращатель СМ - смеситель С - сумматор

Рисунок 2 - Функциональная схема переноса OFDM сигнала на несущую частоту

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бочечка, Григорий Сергеевич, 2011 год

1. Armada, A.G. Understanding the Effects of Phase Noise in Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / A.G. Armada // IEEE Transactions on Broadcasting, Jun. 2001, vol. 47, no. 2. PP.153-159.

2. Bahai, A. Channel estimation techniques based on pilot arrangement in OFDM Systems / Ahmad Bahai, Sinem Coleri, Mustafa Ergen, Anuj Puri // IEEE Transactions on Broadcasting, Sep. 2002, vol. 48, no. 3. PP. 223-229.

3. Bar-Ness, Y. A Phase Noise Suppression Algorithm for OFDM-Based WLANs / Yeheskel Bar-Ness Songping Wu // IEEE Communications Letters, Dec. 2002, vol. 6, no. 12. PP. 535-537.

4. Beek, J.J. ML Estimation of Time and Frequency Offset in OFDM Systems / J.-J. van de Beek, P.O. Borjesson, M. Sandell // IEEE Transactions on signal processing, Jul. 1997, vol. 45, no. 7. PP. 1800-1805.

5. Beek, J.J. OFDM channel estimation by singular value decomposition / J.-J. van de Beek, P.O. Borjesson, O. Edfors, M. Sandell, and S.K. Wilson // IEEE Transactions on Communications, Jul. 1998, vol. 46, no. 7. PP. 931-939.

6. Beek, J.J. On channel estimation in OFDM systems / J.-J. van de Beek, P.O. Borjesson, O. Edfors, M. Sandell, and S.K. Wilson // Proc. IEEE 45th Vehicular Technology Conf., Chicago, IL, Jul. 1995. PP. 815-819.

7. Biracree, S.L. Time domain phase noise correction for OFDM signals / S.L. Biracree, R.A. Casas, A.E. Youtz // IEEE Transactions on Broadcasting, 2002, vol. 48, no. 3.-PP. 230-236.

8. Bittner, S. Oscillator Phase Noise compensation using Kalman tracking / S. Bittner, E. Deng, G. Fettweis, A. Frotzscher // IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, Apr. 2009. PP. 2529-2532.

9. Chen, B. Data-Efficient Blind OFDM Channel Estimation Using Receiver Diversity

10. Biao Chen, Ying Lin, and Hao Wang // IEEE Transactions on signal processing, Oct. 2003, vol. 51, no. 10. PP. 2613-2623.

11. Chong-guang, Y. A high performance frequency offset estimator for OFDM / Yan Chong-guang, Luo Han-wen, Ding Ming, Wu Yun // Journal of Zhejiang University SCIENCE A, 2006, vol. 7, no. 12. PP. 2104-2109.

12. Cox, D.C. Robust frequency and timing synchronization for OFDM / Donald C. Cox and Timothy M. Schmidl // IEEE Transactions on Communications, Dec. 1997, vol. 45, no. 12. -PP. 1613-1621.

13. Culicchi, S. A software radio OFDM transceiver for WLAN applications / S. Culicchi, E. Luchetti, S. Ottaviani, M. Salvi, E. Sereni, V. Vinti. Italy: Electronic and Information Engineering Department, University of Perugia, 2001. - PP. 1-14.

14. Das, S.S. Low cost residual phase tracking algorithm for OFDM-based WLAN systems / S. S. Das, F. Fitzek, O. Olsen, A. Pal, R. Prasad, M. I. Rahman, R. Rajakumar // Proc. Comm. Syst., Networks Dig. Sign. Proc.: UK, July 2004. -PP. 128-131.

15. Demir, A. Phase Noise in Oscillators: A Unifying Theory and Numerical Methods for Characterisation / A. Demir, A. Mehrotra, and J. Roychowdhury // IEEE Transactions on circuits and systems, May 2000, vol. 47, no.5. PP. 655-674.

16. ETSI TS 101 475 VI.3.1 (2001-12) Broadband Radio Access Networks (BRAN), Hiperlan Type 2, Physical layer, 2001.

17. Eyadeh, A.A. Frame Synchronization Symbols for an OFDM System / Ali A. Eyadeh // International journal of communications, 2008, vol.2. PP. 126-134.

18. Feng, S. Preamble Design for Non-contiguous Spectrum Usage in Cognitive Radio Networks / Shulan Feng, Jinnan Liu, Haiguang Wang, Philipp Zhang, Heather Zheng // IEEE Wireless Communications and Networking Conference, April 2009. -PP. 1-6.

19. Fettweis, G. Phase noise suppression in OFDM using a Kalman filter / G. Fettweis, D. Petrovic, and W. Rave. Yokosuka, Japan: In Proc. IEEE WPMC, Oct. 2003, vol. 3,-PP. 375-379.

20. Frantz, J.P. Performance of IEEE 802.11b wireless LAN in an emulated mobile channel / J.P. Frantz, P. Radosavljevic, C. Steger // Vehicular Technology Conference, April 2003. PP. 1479-1483.

21. Hajimiri, A. A General Theory of Phase Noise in Electrical Oscillators / A. Hajimiri, T. H. Lee // IEEE J. Solid-State Circuits, Feb. 1998, vol. 33, no. 2. PP. 179-194.

22. Jamil, M. Performance Assessment of Polyphase Pulse Compression Codes / M. Jamil, H.-J. Zepernick, M. Pettersson. Italy: IEEE International Symposium on Spread Spectrum Techniques and Applications, 2008. - PP. 1-7.

23. Kang, S.G. The Minimum PAPR Code for OFDM Systems / Seog Geun Kang // ETRI Journal, Apr. 2006, vol. 28, no. 2. PP. 235-238.

24. Kikkert, C.J. Peak to average power ratio reduction of OFDM signals using peak reduction carriers / C.J. Kikkert, E. Lawrey. Australia: Fifth International Symposium on Signal Processing and its Applications, Aug. 1999. - PP. 737-740.

25. Kim, J.-G. Channel Estimation for OFDM over Fast Rayleigh Fading Channels / Jin-Goog Kim, Tae-Joon Kim, Jae-Seang Lee, Jong-Tae Lim // World Academy of Science, Engineering and Technology, 2007, vol. 33. PP. 79-82.

26. Kim, S-C. Joint Channel Estimation and Phase Noise Suppression for OFDM Systems / Seong-Cheol Kim, Jong-Ho Lee, Yong-Wan Park, Jun-Seok Yang // Vehicular Technology Conference, May-June 2005. PP. 467-470.

27. Kim, S.Y. A novel PAPR reduction scheme for OFDM systems: Selective mapping of partial tones (SMOPT) / S.Y. Kim, I. Song, S. Yoo, S. Yoon // IEEE Transaction on consumer electronics, Feb. 2006, vol. 52, no. 1. -PP. 40-43.

28. Levanon, N. Radar signals / N. Levanon, E. Mozeson // Wiley-IEEE, 2004. 411 p.

29. MATLAB. M., 200-. - Режим доступа: http://matlab.exponenta.ru/matlab/default.php. - Загл. с экрана.

30. Mehrotra, A. Noise Analysis of Phase-Locked Loops / A. Mehrotra // IEEE Transactions on Circuits and Systems Part 1: Fundamental Theory and Applications, 2002, vol. 49, no. 9. - PP. 1309-1316.

31. Mengali, U. An improved frequency offset estimator for OFDM applications / U. Mengali, M. Morelli // IEEE Communications Letters, Mar. 1999, vol. 3, no. 3. -PP. 75-77.

32. Prasad, R. OFDM for wireless multimedia communications / R. Prasad, R. Van Nee. London: Artech House, 2000. - 260 p.

33. Simulink. M., 200-. - Режим доступа: http://matlab.exponenta.ru/simulink/default.php. - Загл. с экрана.

34. Аверин, И.М. Гауссовская модель многолучевого канала связи в городских условиях / И.М. Аверин, В.Т. Ермолаев, А.Г. Флаксман // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия: Радиофизика, 2004.-С. 127-137.

35. Андреевская, Т.М. Основы радиоэлектроники и связи М., 2003. - Режим доступа: http://jstonline.narod.ru/rsw/. - Загл. с экрана.

36. Балакришнан, А.В. Теория фильтрации Калмана / А.В. Балакришнан. Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. - 168 е.: ил.

37. Бочечка, Г.С. Методы оценки канала, основанные на встраиваемых пилот-сигналах в системах OFDM /Г.С. Бочечка // T-comm Телекоммуникации и транспорт. М.: Медиа Паблишер, 2009, №3. - С. 38-42.

38. Бочечка, Г.С. Оценка начала OFDM-блока и частотного сдвига в системе IEEE 802.11а / Г.С. Бочечка // T-comm Телекоммуникации и транспорт. М.: Медиа Паблишер, 2009, №5. - С. 34-37.

39. Бочечка, Г.С. Подавление фазового шума системы OFDM с использованием фильтра Калмана / Г.С. Бочечка, Ю.С. Шинаков // T-comm Телекоммуникации и транспорт. М.: Медиа Паблишер, 2010, № 4. - С. 26-29.

40. Бочечка, Г.С. Широкополосные обучающие последовательности в системах радиодоступа / Г.С. Бочечка. М.: Труды Московского техническогоуниверситета связи и информатики: М.: Медиа Паблишер, 2008. - Т1. - С. 318-323.

41. Бумагин, A.B. Синтез алгоритмов частотной и временной синхронизации для приема OFDM-сигналов в стандарте DVB-T / A.B. Бумагин, К.С. Калашников, A.A. Прудников, В.Б. Стешенко // Цифровая обработка сигналов, 2009, №1. -С.37-41.

42. Волков, J1.H. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: учеб. пособие. / JI.H. Волков, М.С. Немировский, Ю.С. Шинаков. М.: Эко-Трендз, 2005.- 392 е.: ил.

43. Гончаров, В. Л. Теория интерполирования и приближения функций / В. J1. Гончаров. 2-ое изд. - М.: Гостехиздат, 1954. - 328 с.

44. Григорьев, В.А. Сети и системы радиодоступа / В.А. Григорьев, О.И. Лагутенко, Ю.А. Распаев. М.: Эко-Трендз, 2005. - 384 е.: ил.

45. Гришин, Ю.П. Радиотехнические системы / Ю.П. Гришин, В.П. Ипатов, Ю.М. Казаринов ; под. ред. Ю.М. Казаринова. -М.: Высшая школа, 1990. -496с.

46. Дьяконов, В.П. MATLAB 6/6.1/6.5+ SIMULINK 4/5. Основы применения. Полное руководство / В.П. Дьяконов. М.: СОЛОН-Пресс, 2002. - 767 е.: ил.

47. Журавлев, В.П. Методы модуляции-демодуляции радиосигналов при передаче цифровых сообщений: учеб. пособие / В.И. Журавлев // МТУСИ. -М., 2000. -117с.

48. Ипатов, В. П. Системы мобильной связи: Учебное пособие для вузов / В. П. Ипатов, В. И. Орлов, И. М. Самойлов, В. Н. Смирнов; под. ред. В.П. Ипатова. -М.: Горячая линия-Телеком, 2003. -272с.

49. Канальное кодирование и модуляция. СПб., 200-. - Режим доступа: http://dvo.sut.rU/libr/rvies/wl51kazn/5.htm. - Загл. с экрана.

50. Компенсация доплеровских смещений сигнала связи с расширением спектра. -Севастополь, 2009. Режим доступа: http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/Skns/2009/ articles/09kkgsrs.htm. - Загл. с экрана.

51. Левин, Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники / Б.Р. Левин.- 3-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1989. - 656 е.: ил.

52. Лекции по курсу "Статистическая теория радиотехнических систем". -Ульяновск, 200-. Режим доступа: http://sernam.ru/lectr.php. - Загл. с экрана.

53. Макаренко, В. Синтезаторы частоты с ФАПЧ. Компоненты для построения беспроводных устройств связи, часть 8 / В. Макаренко. Киев: Электронные компоненты и системы, 2010, №3. - С. 45-55.

54. Прокис, Д. Цифровая связь / Джон Прокис. Пер. с англ.; под ред. Д.Д. Кловского. - М.: Радио и связь, 2000. - 800 е.: ил.

55. Рахманов, С. Особенности развития современных технологий беспроводного доступа Wi-Fi & WiMAX в России и во всем мире / Сергей Рахманов. -М.: Мобильные телекоммуникации, 2006, №4. С. 33-41.

56. Родословная WiMAX. М., 2008. - Режим доступа: http://www.comnews.ru/index.cfm?id=41525. - Загл. с экрана.

57. Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов / А.Б. Сергиенко. СПб.: Питер, 2003. - 604 е.: ил.

58. Сети WiFi. Стандарты и технологии. М., 200-. - Режим доступа: http://www.getwifi.ru/pstandarts.html. - Загл. с экрана.

59. Скляр, Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение / Бернард Скляр. 2-е изд., испр.: пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2004. - 1104 е.: ил.

60. Стандарт 802.11а и OFDM. М., 2004. - Режим доступа: http://www.hub.ru/archives/1883. - Загл. с экрана.

61. Тихонов, В.И. Статистическая радиотехника / В.И. Тихонов. М.: Советское радио, 1966. - 678 с.

62. Трифонов, А. П. Совместное различение сигналов и оценка их параметров на фоне помех / А.П. Трифонов, Ю.С. Шинаков. М.: Радио и связь, 1986. - 264 с. : ил.

63. Черных, И.В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений / И.В. Черных; под общ. ред. В.Г. Потемкина. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003.- 496 с.

64. Оптимизация алгоритмов идентификации многолучевого канала в широкополосных системах радиодоступа»

65. Следующие результаты диссертационной работы внедрены на кафедре радиотехнических систем МТУ СИ:

66. Подготовлена к изданию в РИО МТУСИ лабораторная работа «Исследование способа формирования и обработки сигнала с ортогональным частотным разделением каналов и мультиплексированием с использованием программного пакета БНУШЬШК»;1. ФОРМА ВНЕДРЕНИЯ:

67. Написан раздел в годовой отчет по госбюджетной научно-исследовательской работе по проблемам высшей школы «Создание, поддержка и обновление электронных открытых ресурсов кафедры радиотехнических систем», М., МТУСИ, декабрь 2009, раздел 1, с. 6-19.

68. Начальник учебного управления Заведующий кафедрой РТС1. Н.Д. Карпушинашнаков» 2010г. «в» 2010г.

69. Начальник отдела программного обеспечения и информационных технологий, кандидат технических наук