METHOD FOR ESTIMATING DATA TRANSMISSION CHANNEL PARAMETERS, IMPLEMENTED BY OFDM-MIMO TECHNOLOGY
Authors: Башкиров А.В. , Макаров О.Ю. , Демихова А.С. , Долженко М.В. , Ильина О.В. 
Published: November 2020

Предложен метод сочетания мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) с пространственно-временным блочным кодированием (STBC). Предлагаются коды с пониженной сложностью декодирования и высокой эффективностью использования полосы пропускания. Большинство работ по данной тематике предлагают комбинацию кодов STBC-OFDM для ситуаций, где параметры канала известны заранее и прошиты в приемнике. С внедрением новых методов оценки каналов моделируются и анализируются реальные условия, чтобы предложить методы, подходящие для эффективной работы будущих беспроводных технологий, таких как 5G. Исследована методика оценки каналов для систем STBC-OFDM с использованием различного количества передающих и приемных антенн, различного порядка модуляции для пилотных и информационных поднесущих, различного количества пилотных поднесущих и различных условий состояния канала. Представлены результаты моделирования для 2-х и 4-х передающих антенн и 1-х и 2-х приемных антенн, а также проведено сравнение алгоритма оценки канала с идеальным случаем, когда предполагается, что параметры канала известны в приемнике. Кроме того, исследовано влияние группового декодирования путем анализа времени декодирования одного блока STBC-OFDM и времени, сэкономленного на декодировании всей группы блоков данных. Из результатов моделирования видно, что предложенная методика обладает преимуществами повышения вычислительной эффективности системы за счет сокращения времени вычислений при одновременном увеличении числа пилотных поднесущих. Использование метода группового декодирования позволяет системе быть более устойчивой к распространению ошибок. Действительно, в традиционных схемах, использующих итерационный метод, где оценка канала выполняется в начале передачи, распространение ошибки имеет решающее значение, так как ошибка в оценке параметра канала приведет к неточному декодированию данных. В рамках проведенного исследования были предложены новая совместная оценка канала и восстановление поврежденных данных. Метод отличается энергоэффективностью и простотой вычислений за счет того, что он не требует инверсии матрицы на приемнике в отличие от других методов, рассматриваемых в литературе
In this paper, a method for combining OFDM with STBC is proposed. Codes with reduced decoding complexity and high bandwidth efficiency are proposed. Most of the works on this topic suggest a combination of STBC-OFDM codes for situations where the channel parameters are known in advance and are embedded in the receiver. With the introduction of new channel estimation methods, real-world conditions are modeled and analyzed to propose methods suitable for efficient operation of future wireless technologies such as 5G. The article explores a channel estimation technique for STBC-OFDM systems using different numbers of transmit and receive antennas, different modulation orders for pilot and data subcarriers, different numbers of pilot subcarriers, and different channel conditions. Simulation results for 2 and 4 transmitting antennas and 1 and 2 receiving antennas are presented, as well as a comparison of the channel estimation algorithm with the ideal case, when it is assumed that the channel parameters are known in the receiver. In addition, the effect of group decoding was investigated by analyzing the decoding time of one STBC-OFDM block and the time saved on decoding the entire group of data blocks. It can be seen from the simulation results that the proposed method has the advantages of increasing the computational efficiency of the system by reducing the computation time while increasing the number of pilot subcarriers. As part of the research carried out in the article, a new joint channel assessment and recovery of damaged data were proposed. The method is distinguished by its energy efficiency and simplicity of calculations due to the fact that the method does not require inversion of the matrix at the receiver, unlike other methods proposed in the literature