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
Тихонова Ольга Вадимовна, д.т.н., старший научный сотрудник, профессор, кафедра 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
Цели. Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) стало стандартом для различных систем беспроводной связи с высокой скоростью передачи данных благодаря нескольким преимуществам, одним из которых является эффективное использование полосы частот. Главным недостатком OFDM является высокое значение отношения пиковой мощности к средней мощности – пик-фактору, на что указывает повышение частоты битовых ошибок из-за нелинейности усилителя мощности. Цель статьи – оценка возможности снижения значения пик-фактора с помощью разработанного авторами метода ограничения с дополнительным сигналом компенсации в канале с белым гауссовским шумом и анализ его основных параметров.
Методы. Использованы методы статистической радиотехники, теории оптимального приема сигналов и компьютерного моделирования.
Результаты. Проведен анализ влияния уровня ограничения сигнала OFDM и числа дополнительных сигналов при использовании метода ограничения с дополнительным сигналом компенсации на качество (уменьшение потерь при передаче) сигнала OFDM. Получены результаты, показывающие снижение величины пик-фактора OFDM-сигнала, и зависимости вероятности битовой ошибки от отношения сигнал/шум при фиксированных значениях ограничения и числа дополнительных сигналов в канале с белым гауссовским шумом.
Выводы. Предложен метод ограничения с дополнительным сигналом при передаче OFDM-сигнала в канале с белым гауссовским шумом, обеспечивающий компенсацию потерь информации, обусловленных ограничениями уровня сигнала в канале передачи. Установлено, что увеличение уровня ограничения увеличивает величину пик-фактора, а при изменении числа дополнительных сигналов пик-фактор изменяется незначительно. Для эффективной реализации метода ограничения с дополнительным сигналом компенсации необходимо выбирать параметры уровня ограничения порогового значения и число дополнительных сигналов в зависимости от прогнозируемого отношения сигнал/шум в системе.
Objectives. Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) has become the standard for various high-speed wireless communication systems due to its several advantages, one of which is the efficient use of bandwidth. The main disadvantage of OFDM is the high peak-power-to-average-power ratio (PAPR), which is indicated by an increase in the bit error rate due to the nonlinearity of the power amplifier. The paper sets out to evaluate the possibility of reducing the PAPR value using a limitation method developed by the authors involving an additional compensation signal in a channel with white Gaussian noise, as well as to analyze its main parameters.
Methods. Statistical radio engineering and computer modeling methods are used according to optimal signal reception theory.
Results. The effect of the OFDM signal limitation level and the number of additional signals when using the limitation method with an additional compensation signal on the quality (reduction of transmission losses) of the OFDM signal is analyzed. The results show a decrease in the OFDM signal PAPR value, along with the dependencies of the bit error rate on the signal-to-noise ratio at fixed limitation values and a determined number of additional signals in the channel with white Gaussian noise.
Conclusions. The proposed limitation method with an additional signal when transmitting an OFDM signal in a channel with white Gaussian noise provides compensation for information losses due to signal level limitations in the transmission channel. Increasing the limitation level is shown to increase the PAPR value, while varying the number of additional signals changes PAPR insignificantly. In order to ensure the effective implementation of the limitation method with an additional compensation signal, the parameters of the threshold limitation level and number of additional signals should be selected depending on the predicted signal-to-noise ratio in the system.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.