УДК 621.396.49
АНАЛИЗ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ ОПТИМАЛЬНОГО ПРИЁМА OFDM СИГНАЛОВ В IP СЕТЯХ С СОВМЕСТНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ МАРШРУТИЗАЦИЕЙ
Е. А. Спирина, С. В. Козлов
Казанский
национальный исследовательский технический университет им.
А.Н. Туполева, 420111 Казань, ул. Карла Маркса, 10
Статья поступила в редакцию 7 декабря 2016 г., после доработки
– 3 февраля 2017 г.
Аннотация. Статья посвящена анализу особенностей использования алгоритмов
оптимального приёма в IP
сетях с совместной динамической маршрутизацией. В работе строится модель
сигналов сети связи, рассматриваются варианты построения алгоритмов
оптимального приёма, обосновывается использование алгоритмов оптимального
измерения квадратурных компонент поднесущих OFDM сигналов при построении процедур приёма. Далее в статье
делается вывод о достаточности применения гауссовской вероятностной модели для
описания сигнально-помеховой обстановки в сетях с совместной динамической
маршрутизацией, выводится правило выбора скоростей передачи данных в каналах
связи сети, обеспечивающих требуемую вероятность ошибки. В работе также
проводится сравнительный анализ дисперсий оценок квадратурных компонент
поднесущих OFDM сигналов, получаемых с использованием
алгоритма оптимального измерения по критерию минимума среднеквадратического
отклонения и стандартного алгоритма приёма на основе быстрого преобразования
Фурье. Показана независимость дисперсии оценок квадратурных компонент
поднесущих OFDM сигналов от мощности внутрисистемных
помех при использовании алгоритма их оптимального измерения и точно известных
приёмнику частоты и времени прихода OFDM сигналов, что позволяет при отношении сигнал/шум в канале связи равном
30 дБ обеспечить сохранение максимальной скорости передачи данных на поднесущей,
в то время как при использовании стандартного алгоритма приёма указанная
скорость снижается более чем в 2 раза. В случае возможного отклонения частоты и
времени прихода OFDM сигналов от значений, имеющихся на приёмном
узле, алгоритм оптимального измерения обеспечивает выигрыш по сравнению со
стандартным алгоритмом приёма только при малых значениях отклонений указанных
величин.
Ключевые слова: OFDM, БПФ, демодуляция, оптимальное измерение, критерий
максимума правдоподобия, критерий минимума среднеквадратического отклонения.
Abstract. The article contains the analysis
of the optimal receiving algorithms usage features in IP networks with the collective
dynamic routing. In this paper communication network signals model is built, optimal
receiving algorithms composition variants are considered, the usage of quadrature
component of the OFDM signals subcarriers optimal measurement algorithms in the
composition of the receiving procedures is settled. Then the conclusion about the
sufficiency of the Gaussian probabilistic models for describing signal-jamming
environment in the network with collective dynamic routing is made and the data
rate selection rule that provide required error probability is derived. The
article also considers the comparative analysis of quadrature components
estimation variance for the two different methods: the optimal measurement
algorithm for OFDM signals subcarrier quadrature components which is based on
the minimum standard deviation criterion and the standard one which is based on
the fast Fourier transform. The following dependence is shown: intersystem
interference power does not impact on on the variance of OFDM signals
subcarrier quadrature components if we use the optimal measurement algorithm and
receiver precisely known frequency and arrival time of OFDM signals, which
allows to provide the maximum data rate on the subcarrier when the signal-to-noise
ratio in the communication channel is equal to 30 dB and, while using a
standard reception algorithm the specified speed is reduced more than in 2
times.
If the frequency or the
arrival time of OFDM signals deviates from the receiver’s values, the optimal measurement
algorithm surpasses the standard FFT algorithm but only if deviation values are
small.
Key words: OFDM, FFT, demodulation,
optimal measurement, maximum likelihood estimation, minimum standard deviation estimation.
Ссылка на статью:
Е. А. Спирина, С. В. Козлов. Анализ
эффективности использования алгоритмов оптимального приема OFDM сигналов в IP сетях
с совместной динамической маршрутизацией. Журнал радиоэлектроники [электронный
журнал]. 2017. №2. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/feb17/3/text.pdf