В статье проведен анализ различных моделей каналов связи в системах доступа четвертого поколения. Изучены методы оценки каналов в системах связи с использованием технологии OFDM-MIMO. Представлено краткое описание данных технологий [1].
Технологии беспроводного широкополосного доступа в последнее время стремительно развиваются. Сильно встает вопрос о повышении скорости передачи данных. Так как в данных системах частотный ресурс является ограниченным, то увеличение пропускной способности за счет расширения полосы канала оказывается трудно выполнимым. Поэтому сегодня большое развитие получили технологии на базе OFDM-MIMO. MIMO позволяет уменьшить число ошибок при передачи данных, не снижая скорость. При этом используется несколько путей распространения сигнала, что повышает вероятность работы по путям, на которых меньше проблем с замираниями и переотражениями.
По-прежнему, остро стоит вопрос о влиянии условий распространения радиоволн на работу систем связи. Канал — это основная часть системы, которую нельзя построить, поэтому оценка параметров канала важна для работы всех остальных составляющих. При проявление многолучевости, затухания сигнала с расстоянием, отсутствие прямой видимости между приемником и передатчиком отрицательно сказываются на качестве передачи [3].
Одними из важнейших направлений в телекоммуникациях являются беспроводные сети передачи данных. Они выделяются возможностью динамического изменения топологии, гибкостью архитектуры, высокой скоростью передачи, а также нет необходимости прокладывать кабеля.
OFDM— ортогональное частотное мультиплексирование
При OFDM передача данных построена на формировании общего многочастотного сигнала, состоящего из множества узкополосных поднесущих частот. При этом каждая поднесущая имеет свой тип модуляции. Используется в качестве эффективного метода разделения каналов для систем сотовой связи последних поколений. В OFDM — сигнале, поднесущие частоты ортогональны. Это позволяет разделять данне частоты в приемнике, даже при неполном перекрытии их спектров. Так как они узкополосные, то система имеет большую устойчивость к влиянию многолучевости в канале. При этом сильно уменьшается эффект межсимвольной интерференции переотраженных сигналов. В условиях отсутствия прямой видимости, обеспечивается работа системы между базовой станцией и мобильной станцией [2].
MIMO
Один из способов, который увеличивает пропускную способность современных систем является MIMO, в которой присутсвуют несколько приёмных и передающих антенн. Технология MIMO позволяет значительно увеличить помехоустойчивость каналов связи. Уменьшается количество бит, которые принимаются с ошибкой, не уменьшая скорость передачи данных при условии многолучевого распространения. Технология MIMO является методом формирования канала связи с несколькими антеннами. Включает в себя ряд технологий: использование антенн, позволяющих формировать узкую направленность передачи данных, устранять мешающие воздействия помех за счет их компенсации в приемном устройстве, использование пространственно — временного кодирования, использование поляризационного разделения каналов, поляризационной обработки сигналов [2].
Методы оценивания канала стехнологией OFDM-MIMO
Принято несколько подходов к оцениванию параметров канала. Они делятся на системы с обратной связью и без неё. В системе с обратной связью оценки канала, полученные в приемнике, передаются в передатчик.
Метод минимумасреднеквадратической ошибки
Сигнал на выходе передатчика OFDM системы имеет вид:
(1.1)
При многолучевости, выражение для сигнала на выходе канала OFDM системы имеет следующий вид:
(1.2)
Подставляя (1.1) в (1.2), получается:
(1.3)
(1.4)
Комплексные величины 
имеют смысл комплексных амплитуд поднесущих на выходе OFDM приемника. После дискретизации выражение (1.3) имеет вид:
(1.5)
Метод наименьших квадратов
Данный метод минимизирует функцию 
. Оценка вектора hв данном случае принимает вид:
где 
.
Упрощается до
Метод максимального правдоподобия
где f (…) — функция апостериорной плотности вероятности для вектора комплексных коэффициентов канала hпри переданной матрице, которая содержит пилот — сигналы, Х и принятом сигнале у.
Наиболее распространенными являются методы наименьших квадратов и метод минимума среднеквадратической ошибки.
При анализе данных можно сделать вывод о том, что оценка канала с использованием технологии OFDM-MIMO значительно улучшает качество передачи в многолучевом канале с замираниями.
Литература:
- Вишневский, В. М. Энциклопедия WiMax. Путь к 4G/ В. М. Вишневский, С. Л. Портной, И. В. Шахнович. — М.: Техносфера, 2009. — 472 с.
- Ермолаев, В. Т. Адаптивная пространственная обработка сигналов в системах беспроводной связи/ В. Т. Ермолаев, А. Г. Флаксман. — Нижний Новгород, 2006. — 99 с.
- Крейнделин, В. Б. Технологии беспроводных сетей передачи данных: методические указания по дисциплине/ В. Б. Крейнделин, Л. А. Варукина, Е. Н. Воронков. — М.: МТУСИ, 2011. — 45 с.
- Кетков, Ю. Л. MATLAB 7: программирование, численные методы/ Ю. Л. Кетков, А. Ю. Кетков, М. М. Шульц. — СПб.: БХВ — Петербург, 2005. — 752 с.
