ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ НА ОСНОВЕ ПЕРЕСТАНОВОЧНЫХ ПОЛИНОМОВ ДЛЯ ВОСПОЛНЕНИЯ ТЕНЗОРОВ КАНАЛА OFDM MIMO

Abstract

Одна из ключевых тенденций развития современных систем мобильной связи на основе MIMO OFDM– увеличение числа антенн, количества поднесущих частот и полосы сигнала. Главной проблемой при практической реализации таких систем становится увеличение затрат частотно-временных ресурсов на оценку канала. Для уменьшения доли пилотных сигналов в литературе предлагается использовать псевдослучайное расположение пилотов и применять алгоритмы сжатых измерений (англ. Compressed Sensing) или же использовать тензорную обработку. Существующие правила расположения пилотов не имеют компактного описания и требуют большого количества памяти для хранения. В то же время популярные тензорные алгоритмы объединяют процедуру измерения и восстановления канала, а также нуждаются в специальной структуре кадра, требующей большого количества символов. В данной статье мы предлагаем новое компактное описание псевдослучайного расположения пилотов на базе перестановочных полиномов. Кроме того, мы предлагаем разделить оценку элементов канального тензора и восполнение частично измеренного тензора на две отдельные задачи. На примере алгоритма восполнения, изначально предложенного для обработки изображений, мы показываем явный физический смысл операции сглаживания в контексте MIMO OFDM. Наконец, мы показываем, что предложенные одномерные перестановки также могут задавать многомерную маску измерений по качеству восполнения не отличающуюся от случайной. По сравнению с классическими методами оценки канала предложенные методы позволяют преодолеть ограничения теоремы Котельникова и увеличить спектральную эффективность системы на 47%. С помощью предложенных методов в дальнейшем возможно применить общую теорию восполнения тензоров для оценки канала.