0739-2-opreview (Снижение пик-фактора неортогональных многочастотных сигналов путем добавления корректирующих поднесущих)

Отзыв официального оппонента на диссертационную работу Нгуена Нгок Тана на тему: <<Снижение пик-фактора неортогональных многочастотных сигналов путем добавлении корректирующих поднесущнх», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12,04- радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения. Актуальность темы. Сигналы с ортогональным частотным уплотнением (ОРРМ) являются основным видом сигналов, которые используются в системах беспроводного широкополосного доступа и цифрового телевидения и радиовещания.

Модификация этих сигналов — многочастотные сигналы с неортогональным частотным уплотнением (ЯЕРРМ)— рассматривается к применению в перспективных системах передачи данных, в том числе и в сетях связи 5 поколения 50. Основным недостатком таких сигналов является высокое значение пик-фактора колебаний, что приводит к возникновению значительных интермодуляционных помех при прохождении сигналов через выходные цепи с ограниченным динамическим диапазоном, Кроме того, вследствие клиппирования в выходном усилителе мощности может происходить расширение спектра случайных последовательностей сигналов и снижение помехоустойчивости приема. Несмотря на обилие работ в этом направлении, реальных результатов по снижению пик-фактора БЕЮМ-сигналов с большим (-1000-10000) количеством поднесущих частот не было предложено.

Разработанным на сегодняшний день методам снижения пик-фактора БЕРЕМ-сигналов присущ ряд недостатков. К ним относятся увеличение полосы занимаемых частот, значительное снижение скорости передачи информации, появление служебного канала передачи данных, а также значительный рост вычислительной сложности при количестве поднесущих в сигнале порядка 1000-10000. Более того, применительно к БЕРПМ-сигналам отсутствует анализ точности расчета пик-фактора БЕРЕМ-сигналов, представленных своими отсчетами, вероятностных характеристик пик-фактора: выборочных среднего и дисперсии. Такой анализ необходим для корректной оценки эффективности и сравнения между собой методов снижения пик-фактора. Работа посвящена выявлению эффективности нового подхода к решению задачи снижения пик-фактора ВЕН)М-снгналов пугем использования распределенных по частоте корректирующих поднесущих.

Учитывая изложенное можно считать, что рещаемая в работе задача является, безусловно, актуальной. Материал диссертации изложен во введении, пяти разделах, заключении и одном приложении. Основные научные результаты, полученные в работе. Во введении сформулированы актуальность темы, цель и основные задачи диссертационной работы. В первом разделе делается подробный обзор методов снижения пик-фактора многочастотных сигналов, рассматриваются их основные достоинства и недостатки. Также дано определение понятия пик-фактора многочастотного сигнала и приведены примеры значений пик-фактора для ОН)М- и БЕН)М-сигналов, приведены параметры ОРПМ- сигналов типовых систем связи с ОРОМ.

Во втором разделе разработана методика расчета пик-фактора ЯЕРОМ-сигналов при различных коэффициентах уплотнения и количестве п одне сущих. Показано, что коэффициенты передискретизации К и размер выборки №,р должны быть выбраны равными 4 и 10з соответственно. Также показано, что независимо от способа модуляции и числа поднесущих повьппение размерности ОБПФ в 4 раза позволяет угочнить результат расчета среднего пик-фактора на -0.5 дБ для ОИЭМ-сигналов и на -1 дБ для БЕРЕМ-сигналов. Научная новизна предлагаемой методики, как утверждает автор, заключается в универсальности и возможности использовать ее для оценки пнк-фактора сигналов с произвольным видом модуляции и коэффициентом уплотнения.

С таким утверждением можно согласиться. В треп,ем разделе приводится описание разработанного метода снижения пик- фактора БЕРЕМ-сигналов путем добавления распределенных по частоте корректирующих поднесущих. Вычислительная сложность предложенного алгоритма ниже известных подходов снижения пик-фактора на основе резервирования поднесущих в -30-40 раз при количестве поднесущих порядка 10~. При этом пик-фактора сигнала снижается на 1-2 дБ в зависимости от параметров самого сигнала. При этом выполнено исследование предложенного метода и показано, что способ модуляции корректирующих поднесущих и количество поднесущих в БЕРВМ-сигнале при сохранении доли корректирующих поднесущих практически не оказывает влияния на величину снижения пик-фактора. Разработанный метод может быть успешно использован для большого числа поднесущих (1024-327б8 и выше). На наш взгляд зто является наиболее интересным научным результатом работы. Важным достоинством этого раздела работы является рассмотрение возможностей практического использования предлагаемой методики снижения пик-факгора колебаний.

Автором предъявлены структурные схемы для формирования и приема БЕРЕМ-сигналов с пониженным значением пик-фактора, основным достоинством которых является возможность сохранения (без учета компенсации внугрисимвольной интерференции, обусловленной неортогонапьностыо поднесущих) традиционных структур приемно- передающего тракта радиомодемов при изменении лишь программного обеспечения работы микропроцессоров и/или ПЛИС. Бесспорно, это может быль отнесено к новым практическим результатам работы. В четвертом разделе автор разработал архитектуру блока снижения пик-фактора ВЕРОМ-сигналов и реализовал формирователь БЕРЕМ-сигналов с пониженным значением пик-фактора в ПЛИС.

Ключевой особенностью реализации является 32-кратно повторно использующиеся блоки БПФ пониженной разрядности для снижения количества занимаемых ресурсов и увеличения быстродействия. В пятом разделе приводятся результаты проведенных экспериментальных исследований величины снижения пик-фактора на несущей частоте 100 МГц при исходной частоте дискретизации сигнала 10 МГц. Снижение пик-фактора сигнала составило примерно 1,6 дБ, что согласуется с результатами имитационного моделирования, полученными в предыдущих разделах. В заключении диссертации приведены основные результаты н положения, выносимые на защиту.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем: 1. Впервые предложен и разработан метод снижения пик-фактора неортогональных многочастотных сигналов на основе добавления распределенных по частоте корректирующих поднесущих при сохранении помехоустойчивости приема. 2. Впервые разработана методика расчета выборочного среднего и дисперсии пикфактора неортогонапьных многочастотных сигналов на основе повышенной частоты дискретизации и ограниченной выборки. 3. Получены зависимости величины выборочных среднего пик-фактора и дисперсии неортогональных многочастотных сигналов от коэффициента передискретизации и объема выборки. 4. Получены зависимости величины выборочных среднего пнк-фактора и дисперсии неортогональных многочастотных сигналов от коэффициента уплотнения, метода манипуляции поднесущих, количества поднесущих, 5.

Показана применимость разработанных методики расчета пик-фактора и метода снижения пик-фактора к многочастотным сигналам с ортогональным частотным уплотнением (ОРОМ). Научной новизной обладают результаты, относящиеся к предложенному автором методу снижения пик-фактора БЕРОМ-сигналов на основе распределенных корректирующих подиесущих и анализу пик-фактора БЕРОМ-сигналов. Теоретическая значимость В работе впервые получены важные и оригинальные результаты, касающиеся расчета и снижения пик-фактора многочастотных неортогональных сигналов. Установлены зависимости пик-фактора таких сигналов от метода манипуляции поднесущих, коэффициента уплотнения и количества поднесущих.

Разработан новый метод снижеия пикфактора многочастотных сигналов на основе распределенных по частоте корректирующих поднесущих. Практическая значимость результатов диссертации заключается в том, что снижение пик-фактора многочастотных сигналов позволит снизить энергопотребление мобильных устройств в современных системах, использующих многочастотные сигналы: ВЧВ-Т2, ПЧВН и перспективные сети сотовой связи 5О. ,Достоверность и обоснованность основных защищаемых положений и полученных результатов не вызывает сомнений. Она подтверждается грамотным использованием современного математического аппарата, соответствием полученных теоретических результатов и результатов имитационного моделирования.

Материалы диссертации могут быть использованы для повышения эффективности передачи сообщений в разрабатываемых системах связи с БЕРОМ-сигналами. В целом работа написана грамотным и ясным языком. Автореферат и публикации автора достаточно полно отражают основное содержание диссертации, Опубликованные автором работы доступны для изучения и представлены в изданиях, входацих в том числе в перечень ВАК (2 шт), базу Бсораз (3 пгг.). Основные результаты доложены на нескольких научно-технических конференциях.