Вступ. Однією з ключових вимог до більшості сучасних систем зв’язку є мобільність. Для систем OFDM це означає проходження широкосмугових сигналів через багатопроменеві канали, характеристики яких швидко змінюються в часі. Щоб виконати демодуляцію прийнятого OFDM сигналу приймач повинен оцінити параметри каналу зв’язку. Чим точніше оцінка буде виконана, тим меншої ймовірності помилок можна досягнути в процесі передачі даних. Постановка задачі. Для оцінювання частотної характеристики каналу використовуються пілотні сигнали як з поточного прийнятого символу, так і з попередніх. Задача полягає у розробці методу оцінювання частотної характеристики каналу по поточному прийнятому OFDM символу. Розробка методу. В роботі запропоновано метод оцінювання частотної характеристики каналу зв’язку на основі фільтрації та екстраполяції пілот-сигналів. На першому етапі відновлені значення частотної характеристики отримуються шляхом фільтрації прийнятого сигналу на пілотних підносіних по алгоритму Калмана. При цьому фільтрація виконується над масивом даних зліва направо і справа наліво. Результати фільтрації об’єднуються оптимальним чином в кожній позиції, що дозволяє підвищити точність оцінювання частотної характеристики. На другому етапі виконується екстраполяція значень частотної характеристики на підносійні з даними. Екстраполяція робиться зліва направо і справа наліво. Результати екстраполяції також об’єднуються. Результати експериментальних досліджень. Аналіз розробленого методу виконаний шляхом статистичного моделювання на модельному прикладі для системи зв’язку, в якій частотна характеристика представлена авторегресією другого порядку. Розраховано значення середньоквадратичного відхилення помилки оцінки для розробленого методу і для алгоритму Калмана. Порівняна точність оцінювання частотної характеристики каналу розробленим методом і методом найменших квадратів. Висновки. Розроблений метод дозволяє зменшити значення середньоквадратичного відхилення помилки оцінки частотної характеристики каналу у порівнянні з алгоритмом Калмана. Точність оцінювання частотної характеристики каналу при використанні розробленого методу вища в 1.5 – 2 рази ніж при використанні методу найменших квадратів.

Introduction. Mobility is one of the main requirements for modern communication system. For OFDM systems it means spreading the wideband signals thru the multipath channel with variable in time parameters. Receiver should estimate channel parameters for demodulation the received signal. Problem statement. The pilots from current and previous received OFDM symbols are used for channel estimation. Development of channel frequency response estimation method that use only pilots from current received symbol is the task. Method development. This paper proposes a channel frequency response estimation method based on pilot’s filtration and extrapolation. Method consists of two stages. At first stage performs pilot’s filtration in forward and backward directions by Kalman filter and combining the results in each point. It allows increase the accuracy of channel estimation. At second stage performs extrapolation the channel frequency response between pilots in forward and backward directions and combining the results. Experimental results. Performed analysis of developed method by statistical modeling on example of communication system with channel frequency response described as second order autoregressive model. The standard deviation of estimation error for developed algorithm and Kalman algorithm was calculated. Mean square error of channel estimation for developed method and method of least square was compared. Conclusions. Developed algorithm allows decrease the standard deviation of channel frequency response estimation error in comparing with Kalman algorithm. Mean square error of channel frequency response estimation for developed method is lower than for method of least square. Key words: OFDM, digital communication system, wireless channel, channel frequency response, estimation, autoregressive model, Kalman filter.

В работе предложен метод оценивания частотной характеристики канала связи по текущему принятому OFDM символу, основанный на фильтрации и экстраполяции пилот-сигналов. На первом этапе восстановленные значения частотной характеристики получаются путем фильтрации принятого сигнала на позициях пилотных поднесущих, выполняя ее над массивом данных слева направо и справа налево. Результаты фильтрации объединяются оптимальным образом в каждой позиции, что позволяет повысить точность оценивания частотной характеристики. На втором этапе выполняется экстраполяция значений частотной характеристики канала на поднесущие с данными, которая также производится слева направо и справа налево с последующим объединением результатов. Анализ разработанного метода выполнен при помощи статистического моделирования на модельном примере для системы связи с частотной характеристикой, представленной авторегрессионной моделью второго порядка.