- Research Article
- 10.36622/1729-6501.2025.21.2.031
МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЛОЖНОСТИ В ЗАДАЧЕ ОЦЕНКИ КАНАЛА СВЯЗИ ДЛЯ СИСТЕМ OFDM С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
- Jun 25, 2025
- ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
- О.Н Чирков + 2 more +2
проведено исследованию методов оценки состояния канала связи (CSI) в ортогональном частотно-разделённом мультиплексировании (OFDM), применяемом в современных стандартах беспроводной связи, таких как LTE, Wi-Fi и 5G. Рассматриваются традиционные методы оценки канала, такие как Least Squares (LS) и Minimum Mean Square Error (MMSE), отмечаются их недостатки в сложных условиях, связанных с многолучевым распространением сигнала и высокой мобильностью абонентов. Рассмотрено перспективное направление оценки канала связи — глубокое обучение (DL). Доказано, что применение нейронных сетей позволяет существенно повысить точность оценки канала. Приводятся примеры исследований, использующих свёрточные нейронные сети (CNN) и другие архитектуры нейронных сетей для улучшения качества оценки CSI. Отмечено, что ряд аспектов применения нейронных сетей требует дальнейшего изучения, включая оптимизацию моделей под изменяющиеся условия среды и снижение вычислительной сложности. Предлагаются новые подходы для повышения эффективности оценки канала, среди которых использование рекуррентных нейронных сетей (RNN) и методов сжатия моделей (квантование и прунинг). Результаты экспериментов продемонстрировали потенциал использования RNN для эффективной оценки канала связи и восстановления сигналов в OFDM-системах. Моделирование подтвердило преимущество рекуррентных нейронных сетей над CNN в плане потребления вычислительных ресурсов, при сохранении сопоставимой производительности. Описана важность внедрения глубоких нейронных сетей для совершенствования технологии OFDM и предложены направления дальнейших исследований и разработок we conducted a study of methods for assessing the state of a communication channel (CSI) in orthogonal frequency-divided multiplexing (OFDM), used in modern wireless communication standards such as LTE, Wi-Fi and 5G. We considered traditional channel estimation methods such as Least Squares (LS) and Minimum Mean Square Error (MMSE), and their disadvantages are noted in difficult conditions associated with multipath signal propagation and high subscriber mobility. We considered a promising area of communication channel assessment, deep learning (DL). We proved that the use of neural networks can significantly improve the accuracy of channel estimation. We give examples of studies using convolutional neural networks (CNNs) and other neural network architectures to improve the quality of CSI assessment. We note that a number of aspects of the use of neural networks require further study, including optimizing models for changing environmental conditions and reducing computational complexity. We proposed new approaches to improve the efficiency of channel estimation, including the use of recurrent neural networks (RNNs) and model compression methods (quantization and pruning). The simulation confirmed the advantage of recurrent neural networks over CNNs in terms of computing resource consumption, while maintaining comparable performance. The experimental results demonstrated the potential of using RNN for effective assessment of communication quality and signal recovery in OFDM systems. We proposed the importance of the introduction of deep neural networks for the improvement of OFDM technology is described and the directions of further research and development
Read more