Полевода Юрий Александрович - аспирант, кафедра радиоэлектронных систем и комплексов, Институт радиоэлектроники и информатики.
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Yuriy A. Polevoda - Postgraduate Student, Department of Radio Electronic Systems and Complexes, Institute of Radio Electronics and Informatics, MIREA – Russian Technological University.
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Куликов Геннадий Валентинович - д.т.н., профессор, кафедра радиоэлектронных систем и комплексов, Институт радиоэлектроники и информатики.
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Scopus Author ID 36930533000
Gennady V. Kulikov - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department of Radio Electronic Systems and Complexes, Institute of Radio Electronics and Informatics, MIREA – Russian Technological University.
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Scopus Author ID 36930533000
Цели. При передаче данных в современных системах связи одной из ключевых проблем является многолучевое распространение сигналов, вызванное отражениями от различных препятствий. Для борьбы с этим эффектом используются разные методы, такие как направленные антенны, разнесенный прием, адаптивная фильтрация и выбор эффективных методов модуляции. Одним из перспективных подходов является применение фильтров с импульсной характеристикой (ИХ), инверсной ИХ канала, которые позволяют компенсировать задержанные сигналы. Эффективность таких фильтров зависит от точности настройки их параметров. Цель работы состоит в выработке рекомендаций для обеспечения эффективной компенсации многолучевости при использовании фильтров с инверсной ИХ, оценке влияния параметров канала (временных задержек и интенсивностей отраженных сигналов) на вероятность битовой ошибки (bit error rate, BER) и определении энергетического выигрыша.
Методы. Использованы методы статистической радиотехники, теории оптимального приема сигналов и математического моделирования.
Результаты. Представлены результаты исследования эффективности компенсации многолучевости в каналах связи при использовании на приемной стороне фильтров с ИХ, инверсной ИХ канала. В программной среде Simulink разработана модель многолучевого канала связи, включающая шесть лучей с различными временными задержками и интенсивностями. Проведено моделирование приема дискретной информации для разных методов модуляции: 16-КАМ (квадратурной амплитудной), 8-ФМ (многопозиционной фазовой) и 8-ЧМ (многопозиционной частотной) модуляциями. Выполнена оценка вероятности битовой ошибки в зависимости от отношения сигнал/шум и параметров многолучевого канала (временных задержек, интенсивностей отраженных лучей). Показано, что применение фильтров с инверсной ИХ позволяет значительно снизить вероятность битовой ошибки и улучшить качество связи. Оценено изменение величины BER при отклонениях параметров фильтра от идеальных.
Выводы. Результаты демонстрируют, что использование компенсационных фильтров эффективно для борьбы с многолучевыми искажениями, особенно в условиях сильной интерференции. Полученные данные могут быть использованы для проектирования и оптимизации современных систем связи, работающих в сложных условиях распространения сигналов.
Objectives. A key challenge when transmitting data in modern communication systems is the multipath propagation of signals caused by reflections from various obstacles. Various methods have been developed to address this issue including: directional antennas; diversity reception; adaptive filtering; and the choice of effective modulation methods. One promising approach is the use of filters with impulse response (IR) inverse to IR channel. This allows for compensating delayed signals. The effectiveness of such filters depends on the accuracy of their parameter settings. The paper aims to develop guidelines for effectively using filters with inverse IR to compensate for multipath. Additionally, it aims to evaluate the impact of various channel parameters, such as time delays and reflected signal intensities, on the bit error rate (BER) and to determine the energy gain.
Methods. The methods of statistical radio engineering, the theory of optimal signal reception and mathematical modeling were used.
Results. The results of a study on the effectiveness of multipath compensation in communication channels when using filters with inverse IR to that of the channel at the receiving side are presented. A multipath communication channel model was developed in the Simulink software environment, consisting of six beams with different time delays and intensities. Discrete information reception was simulated using different modulation methods: 16-QAM (quadrature amplitude modulation), 8-PSK (phase-shift keying), and 8-FSK (frequency-shift keying). The BER value was estimated depending on the signal-to-noise ratio and multipath channel parameters, including time delays and reflected beam intensities. It was shown that the use of filters with inverse IR can significantly reduce BER and improve communication quality. The change in the BER value is estimated for deviations of filter parameters from the ideal ones.
Conclusions. The results demonstrate that the use of compensating filters is effective in combating multipath distortion, especially under strong interference conditions. The data obtained can be used for the design and optimization of modern communication systems operating in complex signal propagation conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.