Details

Целью работы является повышением помехоустойчивости приёма сигналов с OTFS в высокодинамичных каналах при реальной оценке канала и эквалайзинге. Для достижения цели решены следующие задачи: разработка имитационной модели, анализ и сравнение методов оценки канала, определение оптимального уровня мощности пилот–сигнала, исследование различных алгоритмов эквалайзинга для сигналов OTFS. Для систем OTFS проведен сравнительный анализ методов оценки канала. Выявлено преимущество метода адаптивного порога. Предложены рекомендации по выбору уровня мощности пилотного сигнала, обеспечивающего баланс между помехоустойчивостью и удельными энергетическими затратами. Проведено сравнение различных методов эквалайзинга. Показано, что два алгоритма – MRC и MP – являются предпочтительными. При этом MP обеспечивает лучшую помехоустойчивость, чем MRC, однако MP при заметно большей вычислительной сложности позволяет добиться лучшей помехоустойчивости. Показано, что с применением оптимального значения мощности пилотного сигнала и описанных алгоритмов оценки канала и эквалайзинга сигналы с OTFS обеспечивают значительное преимущество перед сигналами с OFDM в условиях высокодинамичных многолучевых каналов. Результаты работы могут быть использованы для проектирования систем связи следующего поколения в условиях высокодинамичных каналов.

The goal of this thesis is to improve the robustness of OTFS signal reception in high–mobility channels, taking into account practical channel estimation and equalization. To achieve this goal, the following tasks were accomplished: the development of a simulation model, analysis and comparison of channel estimation methods, determination of the optimal pilot signal power level, and investigation of various equalization algorithms specifically for OTFS signals. A comparative analysis of different channel estimation methods for OTFS systems was carried out, revealing the advantage of the adaptive threshold method. Recommendations were proposed regarding the selection of pilot signal power level, achieving an optimal balance between noise immunity and specific energy consumption. Additionally, various equalization algorithms were compared. It was shown that two algorithms–MRC and MP–stand out as preferable solutions. Specifically, MP demonstrates superior robustness compared to MRC; however, this comes at the cost of significantly higher computational complexity. By choosing an optimal pilot signal power level combined with the described channel estimation and equalization algorithms, it was demonstrated that OTFS signals offer a significant advantage over OFDM signals in high–mobility multipath channels. The obtained results can be applied to the design and optimization of next–generation communication systems operating under highly dynamic channel conditions.

• ОГЛАВЛЕНИЕ
• Список аббревиатур, сокращений и обозначений
• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ OTFS
• 1.1. Основные понятия/обозначения OTFS
• 1.2. Схема модуляции/демодуляции OTFS
• 1.2.1. Модуляция OTFS
• 1.2.2. Беспроводная передача и приём
• 1.2.3. Демодуляция OTFS
• 1.3. Матричные формулы для OTFS
• ГЛАВА 2. ОЦЕНКА КАНАЛА
• 2.1. Message Passing Algorithm (MPA)
• 2.2. Maximum Ratio Combining (MRC)
• 2.3. Сравнение вычислительной сложности методов эквалайзинга для OTFS
• ГЛАВА 3. ОПИСАНИЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
• 3.1. Описание блоков модели приёмо-передающей системы
• 3.2. Доверительный интервал
• ГЛАВА 4. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
• 4.1. Помехоустойчивость с использованием пилотным сигналом
• 4.2. Методы эквалайзинга
• 4.3. Сравнение с OFDM
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ