УДК 621.396.49

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АЛГОРИТМА ОПТИМАЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ OFDM СИГНАЛОВ

 

Е. А. Спирина

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева

 

Статья поступила в редакцию 22 июня 2016 г., после доработки – 8 сентября 2016 г.

 

Аннотация. Статья посвящена анализу отклонений оценок параметров канальных сигналов OFDM систем при асинхронной работе оборудования на различных частотных каналах для двух алгоритмов демодуляции: стандартного на основе БПФ и алгоритма оптимального измерения по критерию максимума правдоподобия. В работе выводятся выражения для оценки отклонений измеренных параметров сигналов от их истинных значений для общего случая, а также подробно рассматривается передача сигналов на двух поднесущих с известными частотами и временами задержек. Для последнего случая проводится сравнительная оценка зависимости дисперсий отклонений от параметров сигналов и вида используемого алгоритма, показавшая, что оба алгоритма приёма обеспечивают несмещённую оценку квадратурных компонент сигнала на первой поднесущей. При этом дисперсии оценок алгоритмов приёма кроме мощности белого гауссовского шума на первой поднесущей включают для стандартного алгоритма приёма мощность внутрисистемных помех от сигналов, передаваемых на второй поднесущей, а для алгоритма оптимального измерения мощность белого гауссовского шума на второй поднесущей. Указанное отличие позволяет сделать предположение о преимуществе применения алгоритма оптимального измерения при больших отношениях сигнал/шум, характерных для сетей широкополосного радиодоступа.

Ключевые слова: OFDM, БПФ, демодуляция, оптимальное измерение, критерий максимума правдоподобия.

Abstract. This article presents the analysis of parameters estimations for the OFDM channel signals under asynchronous operation of the equipment on various frequency channels for two demodulation algorithms: standard FFT algorithm and optimal measuring by maximum likelihood estimation algorithm. It contains expressions for deviation estimations of the measured signal parameters of their true values for the general case. Also it considers detail analysis of transmitting signals on two subcarriers with known frequency and time delay. For the latter case, paper presents a comparison of the deviation dispersions to depend on the signal parameters and the type of algorithm used, which showed that both algorithms provide unbiased estimates of the receiving signal quadrature components at the first subcarrier. Thus on receiving the first subcarrier variance estimates algorithms except white Gaussian noise include standard algorithm for receiving intra-system interference power from signals transmitted on the second subcarrier, and the algorithm for optimal measurement white Gaussian noise on the second subcarrier. This difference leads to the assumption that the benefits of applying the optimal measurement algorithm at high S/N ratio characteristic of broadband wireless access networks.

Key words: OFDM, FFT, demodulation, optimal measurement, maximum likelihood estimation.