Диссертация (Снижение пик-фактора неортогональных многочастотных сигналов путем добавления корректирующих поднесущих)
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Снижение пик-фактора неортогональных многочастотных сигналов путем добавления корректирующих поднесущих". PDF-файл из архива "Снижение пик-фактора неортогональных многочастотных сигналов путем добавления корректирующих поднесущих", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве СПбПУ Петра Великого. Не смотря на прямую связь этого архива с СПбПУ Петра Великого, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
СодержаниеСписок сокращений................................................................................................. 4Список условных обозначений .............................................................................. 5Введение ................................................................................................................... 61. Пик-фактор многочастотных сигналов ........................................................... 161.1.
Многочастотные сигналы с ортогональным и неортогональнымчастотным уплотнением ....................................................................................... 161.2. Пик-фактор SEFDM-сигналов ...................................................................... 211.3. Обзор традиционных методов снижения пик-фактора многочастотныхсигналов .................................................................................................................. 231.3.1.
Клиппирование ........................................................................................ 241.3.2. Selective Mapping (SLM) ......................................................................... 261.3.3. Partial Transmit Sequence (PTS) ..............................................................
271.3.4. Tone Reservation (TR) .............................................................................. 291.4. Цель работы и постановка задач исследований .......................................... 292. Расчет пик-фактора многочастотных сигналов ............................................. 312.1. Методика расчета пик-фактора..................................................................... 312.2. Методика расчета выборочных среднего и дисперсии пик-факторамногочастотных сигналов ....................................................................................
332.3. Определение коэффициента передискретизации и размера выборки длякорректного расчета пик-фактора ....................................................................... 352.4. Описание разработанной имитационной модели для расчетавероятностных характеристик пик-фактора многочастотных сигналов ......... 392.5. Математическое ожидание и дисперсия случайной величины пикфактора SEFDM-сигналов ....................................................................................
432.6. Выборочное среднее многочастотных сигналов. Результатыимитационного моделирования ........................................................................... 532.7. Выводы по разделу 2 ...................................................................................... 573. Снижение пик-фактора многочастотных сигналов ....................................... 5923.1. Описание разработанного метода снижения пик-фактора ........................ 593.2.
Анализ вычислительной сложности предложенного алгоритма .............. 673.3. Результаты имитационного моделирования................................................ 683.4. Выводы по разделу 3 ...................................................................................... 744. Реализация формирователя SEFDM-сигналов с пониженным значением пикфактора в ПЛИС .................................................................................................... 754.1.
Реализация алгоритма снижения пик-фактора в ПЛИС ............................ 754.2. Архитектура реализованного в ПЛИС алгоритма снижения пик-фактора................................................................................................................................. 764.3. Сравнение разработанного алгоритма с алгоритмом снижения пикфактора на основе Tone Reservation стандарта DVB-T2 ................................... 814.4. Выводы по разделу 4 ...................................................................................... 835.
Экспериментальное исследование разработанного алгоритма снижения пикфактора ................................................................................................................... 845.1. Описание экспериментальной установки .................................................... 845.2. Результаты экспериментальных исследований ...........................................
855.3. Выводы по разделу 5 ...................................................................................... 88Заключение............................................................................................................. 90Список литературы................................................................................................ 95Приложение 1.
Исходный код программы разработанного алгоритма сниженияпик-фактора SEFDM-сигналов............................................................................. 993Список сокращенийАБГШАддитивный белый гауссовский шумАЦПАналого-цифровой преобразовательБПФБыстрое преобразование ФурьеДПФДискретное преобразование ФурьеОБПФОбратное быстрое преобразование ФурьеОДПФОбратное дискретное преобразование ФурьеПЗУПостоянное запоминающее устройствоПЛИСПрограммируемая логическая интегральная схемаЦАПЦифро-аналоговый преобразовательASKAmplitude Shift KeyingBCJRBahl, Cocke, Jelinek, RavivBPSKBinary phase-shift keyingMAPMaximum aposteriory probabilityOFDMOrthogonal Frequency Division MultiplexingQPSKQuadrature phase-shift keyingQAMQuadrature amplitude modulationSEFDMSpectrally Efficient Frequency Division Multiplexing4Список условных обозначенийCкомплексный манипуляционный символCres комплексный манипуляционный символ на резервированных поднесущихDдисперсияEматематическое ожиданиеFsчастота дискретизацииIчисло попыток перебораMобъем алфавитаN, NFFT, MFFTчисло поднесущих и размерность (О)БПФNused количество используемых поднесущихNзл количество неиспользуемых поднесущих в защитном интервале слеваNзп количество неиспользуемых поднесущих в защитном интервале справаPavg средняя мощность сигналаs′iдискретная запись FDM-символа, прореженного нулямиsAаналоговая запись FDM-символаsD, si дискретная запись FDM-символаsred дискретная запись FDM-символа со сниженным пик-факторомsres дискретная запись FDM-символа компоненты резервированных поднесущихTдлительность FDM-символаαкоэффициент уплотненияΔfразнос между поднесущими частотамиΔforth разнос между ортогональными поднесущими частотамиΠпик-фактор FDM-символаωn n-ая поднесущая циклическая частота5ВведениеАктуальность темы диссертацииМногочастотные сигналы с ортогональным частотным уплотнением(OFDM, Orthogonal Frequency Devision Multiplexing) в настоящее время широкоприменяются в таких системах, как Wi-Fi, WiMAX, LTE, DVB-T2, DAB, DRM, внисходящем канале 4G LTE и т.д.
благодаря повышенной помехоустойчивостиприема в каналах с многолучевым распространением [1-3] с учетом вычислительной сложности эквалайзеров. При этом в связи со значительным истощениемчастотного ресурса для беспроводных телекоммуникационных систем в диапазонах частот ниже 5 ГГц актуализировалась задача повышения спектральной эффективности таких сигналов.
Поэтому в настоящее время ведутся активные исследования и разработка перспективных систем сигналов для сетей связи пятого(5G) и следующих поколений. В качестве одной из альтернатив OFDM-сигналамв этих сетях рассматриваются многочастотные сигналы с неортогональным частотным уплотнением (SEFDM, Spectrally Efficient Frequency Devision Multiplexing), разновидность FTN-сигналов (Faster-Than-Nyquist).
Такие сигналы формируются из ортогональных сигналов путем снижения разноса между поднесущими частотами в 1/α раз, где α – коэффициент частотного уплотнения поднесущих частот, тем самым значительно повышая спектральную эффективность [4].Общим недостатком как OFDM-, так и SEFDM-сигналов является высокийпик-фактор и, как следствие, значительное недоиспользование выходных усилителей по мощности [4]. В портативных приемо-передающих устройствах высокое значение пик-фактора (5–10 дБ) вызывает ограничение по амплитуде сигналана выходе передатчика и, как следствие, увеличение уровня внеполосных излучений [4, 5], что приводит к необходимости снижения средней мощности излучаемого сигнала и, как следствие, снижению помехоустойчивости приема.
На сегодняшний день пик-фактор OFDM-сигналов хорошо изучен, предложено большое количество различных методов для его снижения [5, 6]. Однако эти методыимеют либо большую вычислительную сложность, либо мало эффективны для6числа поднесущих частот, больших 200. Алгоритмы снижения пик-фактора описываются в работах в работах M. Rodrigues, I. Darwazeh, D. Li, I. Kanaras, С. В.Завьялова, Д.К. Фадеева, S. Ahmed и др.
