Измерение характеристик радиоканала в приемнике PDF Print E-mail
Written by Administrator   
Sunday, 19 August 2012 21:37


В предыдущих разделах полагалось, что при детектировании информационных символов матрица Н радиоканала точно известна в приемнике. На практике матрица канала измеряется в процессе передачи, и неизбежные погрешности измерения существенно влияют на характеристики MIMO-системы связи. Взаимосвязь задач измерения характеристик радиоканала и передачи информации по нему коротко рассматривается в этом разделе.

Следует отметить, что методы оценки характеристик радиоканалов делятся на две группы: это слепые методы и методы, основанные на периодической посылке специальных тестирующих (обучающих) сигналов. При применении слепых методов измеряются статистические характеристики принимаемых сигналов, и характеристики канала определяются на основе связи априорно известных статистических характеристик излучаемых сигналов и измеренных характеристик выходных сигналов. Достоинство слепых методов в том, что при их применении нет дополнительных затрат времени на посылку специальных измерительных сигналов. Однако им присущи и существенные недостатки. Для измерения элементов матрицы канала с достаточной точностью необходимо значительное время. Поэтому слепые методы неприменимы в быстро изменяющихся радиоканалах и в дальнейшем не рассматриваются.

Более распространена вторая группа методов оценки матрицы радиоканала с помощью тестирующих сигналов. В них известные тестирующие сигналы посылаются в начале каждого блока перед посылкой информационных символов при блочном кодировании. Если значения элементов матрицы канала быстро изменяются во времени и зависят от частоты (канал с двойной селективностью по времени и по частоте), то посылки тестирующей последовательности только в начале блока может оказаться недостаточно для точной оценки канала. В этом случае тестирующие символы (пилот-символы) вставляются периодически между информационными символами во время передачи блока. Это так называемая модуляция, связанная с пилот-символами (PSAM — Pilot Symbol Assisted Modulation) [11].

Рассмотрим, к чему приводит неточное знание матрицы канала в приемнике, на простом примере канала с плоской частотной характеристикой. Используемую в приемнике при обработке сигнала матрицу канала Н удобно записать в виде:

Н = Н0 + ΔН. 

Здесь Но — точное значение матрицы канала, неизвестное в приемнике; ΔН — погрешность оценки матрицы. При точно известной матрице канала MIMO-система эквивалентна Nt (рассматриваем случай Nt < Nr) отдельным независимым пространственным подканалам. Коэффициенты передачи по мощности Хм этих подканалов, как видно из (4.11), определяются собствен-ными значениями матрицы Но Но. Но такое идеальное разделение пространственных подканалов становится невозможным, если матрица канала Но неизвестна точно. Тогда отдельные пространственные подканалы становятся связанными между собой и сигнал из одного подканала попадает в другой. Возникают взаимные помехи (crosstalk), дополнительный шум, уменьшающий скорость передачи информации. Для уменьшения взаимных помех следует увеличивать точность измерений и, следовательно, увеличивать длительность тестирующего сигнала и время измерения. Однако при увеличении длительности интервала измерения неизбежно уменьшится время передачи информации. Таким образом, при выборе длительности тестирующего сигнала следует идти на компромисс между обеспечением достаточной точности измерений и сокращением времени передачи информации.