Розробка диференціального методу блокового кодування для застосування в системах рухомий радіозв'язку з використанням систем MIMO
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.179210Ключові слова:
відносна фазова модуляція, комплексна ортогональна форма, когерентний прийом, просторово-часове кодування, система MIMO, деревоподібне кодуванняАнотація
Об'єктом дослідження даної роботи є методи і алгоритми просторово-часового блокового кодування, використовувані також в системах багатоантеного радіозв'язку (Multiple Input Multiple Output – MIMO). Реалізація систем MIMO когерентного прийому або попереднього кодування даних має на увазі знання інформації про стан каналу зв'язку і, відповідно, компенсацію його впливу. Для оцінки каналу спільно з інформаційними сигналами передаються пілот-сигнали, заздалегідь відомі на приймальній стороні. Періодичність відправки цих сигналів залежить від чинників, що змінюють стан каналу зв'язку, наприклад, один з яких – висока швидкість переміщення мобільних станцій. Але так як пілот-сигнали не несуть інформації користувачів, відбувається споживання ресурсу системи, що перешкоджає ефективному використанню радіочастотного спектру.
В ході проведення дослідження було розглянуто спосіб, що допускає відсутність необхідності знання інформації про стан каналу зв'язку – відносна фазова модуляція, який був узятий за основу і поширений для використання в системах MIMO. Даний спосіб передбачає некогерентний прийом, але, незважаючи на це, його застосування в повній мірі виправдовується, виходячи з отриманих результатів дослідження. Також були розроблені і інтегровані в систему ефективне деревоподібне кодування і алгоритм компенсації шумових складових сигналу. Це, відповідно, дозволило оптимізувати обчислювальні потужності реалізації системи і наблизити по ефективності пропонований метод диференціального просторово-часового блокового кодування (ДПВБК) до методів когерентного прийому.
Застосовуючи пакет програм MATLAB, виконано моделювання запропонованого методу ДПВБК для різних варіантів кількості передавальних і приймальних антен і видів модуляції. Проведено порівняння та визначено переваги методу ДПВБК. Викладений метод може знайти застосування в сучасних системах радіозв'язку з мінливими параметрами каналу зв'язку через високу швидкість переміщення мобільних станцій.
Посилання
- Yang, S., Hanzo, L. (2015). Fifty Years of MIMO Detection: The Road to Large-Scale MIMOs. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 17 (4), 1941–1988. doi: http://doi.org/10.1109/comst.2015.2475242
- Grigorev, V. A., Khvorov, I. A., Aksenov, V. O., Schesniak, A. S. (2015). MIMO-letnoe videnie. Radiochastotnii spektr, 2, 22–27.
- Akyildiz, I. F., Gutierrez-Estevez, D. M., Reyes, E. C. (2010). The evolution to 4G cellular systems: LTE-Advanced. Physical Communication, 3 (4), 217–244. doi: http://doi.org/10.1016/j.phycom.2010.08.001
- Marzetta, T. L. (2010). Noncooperative Cellular Wireless with Unlimited Numbers of Base Station Antennas. IEEE Transactions on Wireless Communications, 9 (11), 3590–3600. doi: http://doi.org/10.1109/twc.2010.092810.091092
- Zhang, J., Zhang, B., Chen, S., Mu, X., El-Hajjar, M., Hanzo, L. (2014). Pilot Contamination Elimination for Large-Scale Multiple-Antenna Aided OFDM Systems. IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, 8 (5), 759–772. doi: http://doi.org/10.1109/jstsp.2014.2309936
- Goriachkin, O. V. (2003). Metody slepoi obrabotki signalov i ikh prilozheniia v sistemakh radiotekhniki i sviazi. Moscow: Radio i sviaz, 230.
- Berezovskii, A. A., Goriachkin, O. V. (2017). Slepaia identifikaciia mnogomernykh signalov i ee primenenie v MIMO-sistemakh sviazi. Elektrosviaz, 11, 30–35.
- Kreindelin, V. B., Starovoitov, M. Iu. (2017). Predskazanie parametrov radiokanala i vybor antenn na prieme v sistemakh MIMO, rabotaiuschikh v standarte LTE. Elektrosviaz, 12, 22–27.
- Poborchaia, N. E., Pestriakov, A. V. (2017). Ocenka i kompensaciia iskazhenii signala v priemnom trakte sistem s MIMO. Elektrosviaz, 12, 42–48.
- Skliar, B. (2003). Cifrovaia sviaz. Teoreticheskie osnovy i prakticheskoe primenenie. Moscow: Izdatelskii dom «Viliams», 1104.
- Ziuko, A. G., Falko, A. I., Panfilov, I. P., Banket, V. L., Ivaschenko, P. V.; Ziuko, A. G. (Ed.) (1985). Pomekhoustoichivost i effektivnost sistem peredachi informacii. Moscow: Radio i sviaz, 272.
- Hughes, B. L. (2000). Differential space-time modulation. IEEE Transactions on Information Theory, 46 (7), 2567–2578. doi: http://doi.org/10.1109/18.887864
- Petrovich, N. T. (2003). Otnositelnye metody peredachi informacii. Moscow: Kniga-M, 108.
- Goldsmit, A. (2011). Besprovodnye kommunikacii. Moscow: Tekhnosfera, 904.
- Alamouti, S. M. (1998). A simple transmit diversity technique for wireless communications. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 16 (8), 1451–1458. doi: http://doi.org/10.1109/49.730453
- Tarokh, V., Jafarkhani, H., Calderbank, A. R. (1999). Space-time block codes from orthogonal designs. IEEE Transactions on Information Theory, 45 (5), 1456–1467. doi: http://doi.org/10.1109/18.771146
- Tarokh, V., Jafarkhani, H. (2000). A differential detection scheme for transmit diversity. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 18 (7), 1169–1174. doi: http://doi.org/10.1109/49.857917
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Tokar Mikhail
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
