0739-1-opreview (Снижение пик-фактора неортогональных многочастотных сигналов путем добавления корректирующих поднесущих)

Отзыв официального оппонента о диссертационной работе Нгуена Нгок Тана на тему «Снижение пик-фактора неортогональных многочастотных сигналов путем добавления корректирующих поднесущих», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.04 — радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения. Актуальность. Повышение эффективности передачи сообщений в системах беспроводного широкополосного доступа связано с такими мерами„ как применение составных помехоустойчивых кодов, использование пространственно временного кодирования и адаптивных антенных систем, снижение пик-фактора колебаний. При этом снижение пик-фактора сигналов особенно актуально для многочастотных сигналов, пик-фактор которых, как известно, может достигать достаточно больших значений (1О дБ и более).

Многочастотные сигналы с ортогональным частотным уплотнением (ОГРМ) широко применяются в современных оеспроводных системах передачи данных (МГ1, 1.ТЕ, РЪ'В-Т2 и др.), а их обобщенная версия с неортогональным разносом между поднесущими (БЕГРМ) рассматривается к применению в перспективных системах связи, в частности в системах сотовой связи пятого поколения. Стремление снизить значение пик-фактора ЯЕГРМ-сигналов обусловлено как необходимостью увеличения средней мощности сигнала на выходе передатчика, так и требованием снижения уровня помех„ обусловленных ограниченным динамическим диапазоном выходных цепей. В последнем случае вследствие клиппирования сигнала в усилителе мощности происходит расширение полосы частот, занимаемой сигналом. Известно большое количество методов снижения пик-фактора ОГВМ- сигналов, основанных на добавлении дополнительных поднесущих, блочном кодировании„ амплитудном ограничении.

Однако перечисленные методы обычно имеют один или несколько из следующих недостатков: обеспечивают небольшую удельную скорость передачи, применимы для малого 1-10-100) количества поднесущих в сигнале. Кроме того, в современных публикациях слабо отражены вопросы точности при расчете пик-фактора многочастотных сигналов и отсутствует анализ вероятностных характеристик пик-фактора БЕЮМ-сигналов.

Работа посвящена решению задачи анализа и снижения пик-фактора БЕГРМ- сигналов путем применения распределенных по частоте корректирующих поднесущих. При этом полоса занимаемых частот, скорость передачи информации и помехоустойчивости приема практически не меняются. Материал диссертации изложен во введении, пяти разделах и заключении. Список литературы включает Зб наименований. Основные результаты, полученные в работе.

Обзорным является первый раздел работы. В нем делается подробный анализ методов снижения пик-фактора многочастотных сигналов. Дается понятие пик-фактора колебаний. Значительное внимание уделено представлению БЕГОМ-сигналов, методам их формирования. Рассчитаны значения среднего пик-фактора сигналов типовых беспроводных систем передачи данных с ОГВМ-сигналами. К достоинствам этого раздела следует отнести достаточно глубокое изучение известных методов снижения пикфактора с критическим анализом их недостатков и областей применения. В заключении раздела сформулированы цель работы и основные задачи исследования. Во втором разделе предложена методика расчета пик-фактора неортогональных многочастотных сигналов при различных коэффициентах уплотнения. Суть методики заключается в применении ОБПФ повышенной разрядности и ограничении размера выборки БЕГРМ-символов при анализе среднего значения и дисперсии пик-фактора.

Также приводится обоснование выбора значений коэффициента передискретизации и объема выборки, требуемых для обеспечения заданной точности расчета пик-фактора. Также во втором разделе приведено описание разработанной имитационной модели в среде Ма11аЬ для анализа выборочных среднего и дисперсии пик-фактора КЕЕРМ-сигналов при различном количестве поднесущих, коэффициентах уплотнения и способах модуляции. Расчет пик-фактора выполняется на повышенной частоте дискретизации. Наиболее важным с точки зрения достижения поставленной в работе цели является третий раздел. В нем предложен метод снижения пик-фактора БЕЕРМ-сигналов на основе добавления распределенных по частоте корректирующих поднесущих. Такой подход позволяет значительно снизить вычислительную сложность предложенного метода по сравнению с классическим методом снижения пик-фактора на основе резервирования поднесущих.

Снижение пик-фактора составляет 1-2 дБ в зависимости от числа поднесущих и числа корректирующих поднесущих в сигнале. При этом метод манипуляции корректирующих поднесущих не оказывает существенного влияния на результат. В этом же разделе проводится сравнение предложенного метода снижения пик-фактора с методом снижения пик-фактора РЧВ-Т: предложенный алгоритм обеспечивает более высокое 1на -1 дБ) снижение пикфактора при фиксации вычислительной сложности по числу умножителей при реализации в ПЛИС. Четвертый раздел посвящен реализации разработанного метода снижения пик-фактора ЯЕГРМ-сигналов в ПЛИС.

Предложена архитектура блока снижения пик-фактора на основе одного ОБПФ большой размерности и нескольких ОБПФ малой размерности с многократным повторным использованием во времени. При этом используется свойство блоков ОБПФ, которое заключается в том, что время выполнения ОБПФ в ПЛИС существенно зависит от размерности. Так, 1024-точечное ОБПФ выполняется за такой интервал времени, за который 32-точечное ОБПФ может быть выполнено 3" раза. Метод снижения пик-фактора реализован в ПЛИС Х~1~пх Клп1ех7, выполнен синтез блока.

Пятый раздел посвящен экспериментальному исследованию разработанного метода снижения пик-фактора. В процессе эксперимента исследовалось влияние эффектов конечной разрядности и наличия неидеальностей в выходных 8Х цепях на эффективность предложенного метода, Снижение пик- составило примерно 1,6 дБ, что согласуется с результатами компьютерного моделирования. В заключении диссертации приведены основные результаты и положения, выносимые на защиту.

Научная новизна. К числу наиболее значимых научных результатов, полученных автором работы, безусловно, можно отнести следующие: — Впервые предложен и разработан метод снижения пик-фактора неортогональных многочастотных сигналов на основе добавления распределен-ных по частоте корректирующих поднесуших при сохранении помехоустой-чивости приема. - Впервые разработана методика расчета выборочного среднего и дисперсии пик-фактора неортогональных многочастотных сигналов на основе повышенной частоты дискретизации и ограниченной выборки.

- Получены зависимости величины вьюорочных среднего пик-фактора и дисперсии неортогональных многочастотных сигналов от коэффициента передискретизации и объема выборки. Достоверность научных результатов. Достоверность основных защищаемых положений и полученных результатов не вызывает сомнений, Она подтверждается грамотным использованием современного математического аппарата„соответствием полученных теоретических результатов и результатов имитационного моделирования, а также удовлетворительным совпадением ряда результатов расчета с результатами исследований других авторов. К достоинству диссертации следует отнести четкое структурирование работы, направленное на достижение поставленной цели — снижения пикфактора БЕГРМ-сигналов. В результате выполненной работы показано, что снижение этой величины произошло на 1-2 дБ.

Это дает основание отметить, что цель работы достигнута. Практическая значимость. Результаты работы ориентированы на их практическое воплощение, что подтверждается реализацией метода снижения пик-фактора в ПЛИС. Кроме того, проработка вопросов, связанных с конкретным построением радиомодемов, использующих подобные сигналы, позволяет реализовывать предложенные методики в существующих системах передачи. Материалы диссертации могут быть использованы в учебных курсах по дисциплинам, связанным с радиотехническими системами передачи информации. Автореферат и публикации автора достаточно полно отражают основное содержание диссертации. Замечания. По работе следует высказать следующие замечания: 1.

Снижение пик-фактора путем добавления корректирующих поднесуших снижает спектральную эффективность многочастотных сигналов. Хотелось бы увидеть результаты совместного анализа спектральной эффективности и помехоустойчивости приема сигналов с пониженным значением пик-фактора. 2. Не показано, как применение корректирующих поднесущих для снижения пик-фактора будет сочетаться с пилотными поднесущими для оценки и коррекции канала с замираниями. 3. В работе представлена реализация предложенного алгоритма снижения пик-фактора в ПЛИС, но отсутствует анализ влияния перехода от вычислений в плавающей точке к вычислениям в фиксированной точке на результат работы алгоритма.

4. Хотелось бы видеть результаты экспериментальных исследований помехоустойчивости приема сигналов при использовании предложенного метода снижения пик-фактора многочастотных сигналов. .~::МФ'", сив рс м.А. =.'з- '- Профессор кафедры радиосвязи и вещания, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им.

проф. М.А. Бонч-Бруевича»„д.т.н. Сиверс Мстислав Аркадьевич ' К, ~':,~'"'й.'=~'./ ~г ~<',~~.Ф' г~";l,(у Заключение. В целом представленная диссертация является законченной научной работой, решающей важную научно-техническую задачу снижения пик-фактора многочастотных сигналов для систем цифрового телевидения, радиовещания и связи, По актуальности, научной новизне, теоретической и практической значимости диссертационная работа соответствует требованиям «Положения о присуждении ученых степеней», утвержденного постановлением Правительства РФ №842 от 24.09.2013 г.

с изменениями постановления №335 от 21.04,201б г. Считаю, что автор диссертации, Нгуен Нгок Тан, заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности: 05.12.04— 'Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения". .