Методы повышения энергетической эффективности OFDM модемов в каналах связи с частотно-селективными замираниями
Автор: Луферчик П.В., Конев А.Н., Богатырев Е.В., Галеев Р.Г.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление
Статья в выпуске: 2 т.23, 2022 года.
Бесплатный доступ
Известно, что при передаче данных может возникать межсимвольная интерференция, вызванная наличием многолучевого распространения и частотно-селективных замираний в радиоканале, которая может существенно понижать энергетическую эффективность систем связи. Одним из методов борьбы с такими эффектами, актуальным на сегодняшний день, является применение модуляции вида ортогонального частотного мультиплексирования сигналов (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing), позволяющего гибко менять скорость передачи данных, уменьшить частотный ресурс за счет улучшения спектральной эффективности, а также бороться с частотно-селективными замираниями и селективными помехами. Однако существуют каналы, особенно сильно подверженные влиянию межсимвольной интерференции, такие как, например, тропосферный канал. Также проблема селективных помех особо остро стоит в системах ближнепольной магнитной связи. Для таких каналов само применение OFDM модуляции не является панацеей, актуальной является задача повышения энергетической эффективности OFDM сигнала. В данной работе приведены ключевые особенности режима работы OFDM, позволяющие повысить энергетический потенциал радиолинии в каналах, подверженных межсимвольным искажениям. Представлены результаты моделирования методов понижения пик-фактора и цифровых предыскажений для линеаризации передающего тракта. Практическая значимость работы состоит в том факте, что применение методов линеризации передающего тракта позволит увеличить максимальную пропускную способность систем связи, в первую очередь, использующих тропосферный, радиорелейный и ближнепольный магнитный канал связи. В настоящее время этот вопрос стоит особо остро, поскольку высокоскоростные тропосферные станции со скоростью передачи данных 50 Мбит/с в России отсутствуют. Увеличение пропускной способности в тропосферной связи позволит обеспечить связью труднодоступные населенные пункты со сложным рельефом местности. Также применение высокоскоростной тропосферной связи является экономически выгодной альтернативой спутниковой связи, поскольку ее применение не требует аренды спутникового канала.
Цифровая обработка сигналов, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов, тропосферный радиоканал, канал с селективными помехами, межсимвольная интерференция, частотно-селективные замирания, многолучевость
Короткий адрес: https://sciup.org/148324802
IDR: 148324802 | DOI: 10.31772/2712-8970-2022-23-2-189-196
Список литературы Методы повышения энергетической эффективности OFDM модемов в каналах связи с частотно-селективными замираниями
- R. Gustafsson. Combating Intersymbol Interference and Cochannel Interference in Wireless Communication Systems. Blekinge Institute of Technology, 2003.
- ITU-R P. 1407-8. Multipath propagation and parameterization of its characteristics. International Telecommunication Union, 2021.
- G. B. Umesha, M. N. Shanmukha Swamy, "Performance of OFDM System for Wireless Communication through Channel Estimation", International Journal of Electronics // Electrical and Computational System. 2017. Vol. 6, No. 1. P. 21-26.
- Rahman M., Das S., Fitzek F. Ofdm based wlan systems. Center for TelelnFrastruktur (CTiF), Technical report R-04- 1002, 2005.
- Songchar Jiang, White Lin and Shao-kuang Tsou. Performance evaluation and improvement of the OFDM-based Wireless Metropolitan Area Networks // 2007 Asia-Pacific Conference on Communications. 2007. P. 137-140. Doi: 10.1109/APCC.2007.4433522.
- Wang F. The application of MIMO-OFDM system in troposcatter communication // 2008 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology. 2008. P. 1957-1959. Doi: 10.1109/1 CMMT.2008.4540872.
- Mehdi Hosseinzadeh Aghdam, Abbas Ali Sharif. PAPR reduction in OFDM systems: An efficient PTS approach based on particle swarm optimization. Department of Computer Engineering, University of Bonab, Bonab, Iran.
- Krongold B. S., Jones, D. L. Par reduction in ofdm via active constellation extension // IEEE Transactions on Broadcasting. 2003. No. 49(3). P. 258-268. Doi: 10.1109/TBC.2003.817088 (https://doi.org/10.1109/TBC.2003.817088).
- Singh M., Patra S. K. Partial transmit sequence optimization using improved harmony search algorithm for PAPR reduction // OFDM, ETRI J. 2017. No. 39 (6). P. 782-793.
- Lee В. M., Kim Y., R.P.F. Performance analysis of the clipping scheme with SLM technique for PAPR reduction of OFDM signals in fading channels // Wirel. Pers. Commun. 2012. No. 63 (2). P.331-344.
- Tellado J. Multicarrier Modulation with Low PAR. The International Series in Engineering and Computer Science. 2002. Doi: 10.1007/bl 17134 (https://doi.org/10.1007/bll7134).
- Seung Нее Han, Jae Hong Lee. Modulation, coding and signal processing for wireless communications - An overview of peak-to-average power ratio reduction techniques for multicarrier transmission // IEEE Wireless Communications. 2005. No. 12(2). P. 56-65. Doi: 10.1109/MWC.2005. 1421929 (https://doi.org/10.1109/MWC.2005.1421929).
- A generalized memory polynomical model for digital predistortion of RF power amplifiers / D. Morgan, Ma, Kim, Zierdt, Pastalan // IEEE Trans. Sig. Proc. 2006. Dol. 54. P. 3852-3860.
- Кащенко И. E. Метод линеаризации декаметрового радиопередающего тракта на основе таблиц компенсации нелинейных искажений // Техника радиосвязи. 2015. № 1 (24). С. 78-85.
- Gan L. Adaptive digital predistortion of nonlinear systems // Ph.D. Thesis, Faculty of Electrical and Information Engineering, Graz University of Technology, Graz, Austria. 2009.
- Ding L. A least square/Newton method for digital predistortion of wideband signals / L. Ding, Z. Ma, D. R. Morgan et al. // IEEE Trans, on Communications. 2006. Vol. 54, No. 5. P. 833-840.
