Тихонова Ольга Вадимовна, д.т.н., старший научный сотрудник, профессор кафедры радиоэлектронных систем и комплексов, Институт радиоэлектроники и информатики
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Scopus Author ID 57208923772
Olga V. Tikhonova, Dr. Sci. (Eng.), Senior Researcher, Professor, Department of Radio Electronic Systems and Complexes, Institute of Radio Electronics and Informatics
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Scopus Author ID 57208923772
Стариковский Анатолий Иванович, к.т.н., доцент, профессор кафедры радиоэлектронных систем и комплексов, Институт радиоэлектроники и информатики
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Scopus Author ID 57208926243
ResearcherID AAH-2239-2020
Anatoly I. Starikovskiy, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Professor, Department of Radio Electronic Systems and Complexes, Institute of Radio Electronics and Informatics
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Scopus Author ID 57208926243
ResearcherID AAH-2239-2020
Фам Тхань Туан, аспирант, кафедра радиоэлектронных систем и комплексов, Институт радиоэлектроники и информатики
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Pham Thanh Tuan, Postgraduate Student, Department of Radio Electronic Systems and Complexes, Institute of Radio Electronics and Informatics
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Цели. Целью статьи является исследование разработанного авторами метода ограничения пик-фактора с дополнительным сигналом в системе связи с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) при использовании полиномиальной регрессии для выбора параметров метода.
Методы. В работе использованы методы статистической радиотехники, математического моделирования для аппроксимации зависимости вероятности битовой ошибки от величины уровня ограничения и числа дополнительных сигналов при использовании полиномиальной регрессии.
Результаты. Разработан алгоритм выбора параметров метода ограничения пик-фактора с дополнительным сигналом в системе связи с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов на основе полиномиальной регрессии, позволяющий оперативно оценивать характеристики системы без дополнительных затрат времени на математическое моделирование. Это значительно упрощает выбор оптимального уровня ограничения и числа дополнительных сигналов без выполнения полного цикла моделирования для каждой конфигурации. Моделирование и аналитические расчеты подтвердили, что увеличение уровня ограничения способствует снижению вероятности битовой ошибки, а увеличение числа дополнительных сигналов улучшает точность ограничения, однако вызывает рост вычислительных затрат. Оптимальный выбор параметров позволяет достичь компромисса между снижением пик-фактора и сохранением качества сигнала. Также установлено, что при фиксированном уровне ограничения существует оптимальное значение числа дополнительных сигналов, обеспечивающее наилучшее соотношение между вероятностью ошибки и снижением пиковых значений.
Выводы. Предложенный подход позволяет сократить время расчетов более чем в 5 раз, обеспечивая гибкость и адаптивность при проектировании OFDM-систем с ограничением пиковых значений.
Objectives. The article aims to investigate the authors’ developed peak-to-average power ratio (PAPR) reduction method using an additional compensation signal in orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems, employing polynomial regression for method parameter selection.
Methods. The study utilizes statistical radio technique methods and mathematical modeling to approximate the relationship between bit error rate (BER) versus clipping threshold level and number of additional signals using polynomial regression analysis.
Results. We developed an algorithm for parameter selection in the PAPR reduction method with an additional compensation signal for OFDM systems using polynomial regression. This approach enables rapid system performance evaluation without additional computational overhead for mathematical modeling. The method significantly simplifies the optimization of clipping threshold and number of additional signals, eliminating the need for complete simulation cycles for each configuration. Both simulation and analytical calculations confirm that increasing the clipping threshold reduces BER, while increasing the number of additional signals improves clipping accuracy at the cost of higher computational complexity. Optimal parameter selection achieves a compromise between PAPR reduction and signal quality preservation. Furthermore, we established that for a fixed clipping threshold, there exists an optimal number of additional signals providing the best trade-off between error probability and peak value reduction.
Conclusions. An algorithm for selecting the parameters of the clipping method with an additional compensation signal based on polynomial regression has been developed. This algorithm enables real-time evaluation of system characteristics without additional computational costs associated with repeated mathematical modeling. The proposed approach reduces calculation time by more than a factor of five, offering flexibility and adaptability in the design of OFDM systems with PAPR reduction.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.