Главное


Обоснование недостатков и путей их устранения в системах передачи информации с OFDM

Одним из основных недостатков таких сигналов является высокое значение пик-фактора колебаний, что приводит к значительному недоиспользованию выходных усилителей радиопередатчиков по мощности и повышению уровня межсимвольной и внутри символьной интерференции.

Для снижения пик-фактора сигналов с OFDM предложено множество методов, которые можно условно разделить на три класса: методы, основанные на блочном кодировании, методы, основанные на амплитудном ограничении (клиппирование, компаундирование) сигналов, и вероятностные методы.

Методы с блочным кодированием отображают множество возможных информационных символов во множество сигналов с OFDM с низким значением пик-фактора. В методах, основанных на амплитудном ограничении, передаваемые сигналы клиппируются или в более сложных случаях компандируются. Пик-фактор таких сигналов меньше, чем у сигналов без ограничения, но уровень внеполосных излучений и внутри символьной интерференции выше. В отличие от предыдущих методов вероятностные методы снижения пик-фактора сигналов с OFDM не исключают сигналы с большим пик-фактором, а снижают вероятность их появления. В вероятностных методах для одного набора информационных символов формируется несколько сигналов с OFDM и выбирается тот, у которого пик-фактор наименьший. При этом необходимо передавать служебную информацию о сделанном выборе.

Методы, основанные на блочном кодировании, позволяют решить задачу построения сигналов с OFDM с относительно низким пик-фактором, высокой скоростью кодирования и умеренной сложностью алгоритмов. Именно этот способ и рассматривается в настоящей работе.

Основная идея кодирования для снижения пик-фактора заключается в том, чтобы, вводя относительно небольшую избыточность в передаваемое сообщение, отобразить все множество входных комбинаций во множество слов с пик-фактором, не превышающим заданный.

На основе численного моделирования и аналитических расчетов показано, что при выбранных способе модуляции и количестве поднесущих множество всех возможных сигналов с OFDM можно структурировать, т. е. разбить на подмножества с одинаковым пик-фактором. Причем вероятность появления сигналов с высоким значением пик-фактора относительно невелика.

На этапе анализа сигналов с OFDM определяются возможные значения пик-фактора и количество сигналов с пик-фактором, не превышающим заданный, и на основе этих данных формулируются требования к коду по вводимой избыточности. Например, если только четверть всех кодовых слов обладает пик-фактором, не превышающим заданный, то для построения кода потребуется избыточность в два бита, причем лучшего кода (с избыточностью в один бит) не существует. Будем называть такие коды оптимальными по критерию наибольшего снижения пик-фактора. На этапе синтеза требуется найти закономерность, на основе которой входные сообщения можно будет отображать в выходные.

Для сигналов с OFDM c КАМ-16 и 4 поднесущими, рассмотренных в [1], только четверть всех сигналов обладает пик-фактором не выше 2. Оптимальным по критерию наибольшего снижения пик-фактора будет такой код, который 214 входных сообщений отобразит в 216/4 = 214 выходных, взятых из четверти всех сигналов с OFDM с пик-фактором не выше 2. Избыточность такого кода будет равна 0,125.

Предположим, что после этапа анализа и определения минимальной избыточности, которой должен обладать код для выполнения требований по снижению пик-фактора, допускается введение дополнительной избыточности. Например, в случае, когда четверть всех слов обладает пик-фактором, не превышающим заданный, в качестве избыточных возможно использовать не два, а три и более бита. Код с избыточностью, большей минимально необходимой, будем называть подоптимальным. Такой код будет использовать не все слова с минимально возможным пик-фактором, в отличие от оптимального.

Другие статьи по теме

Микропроцессорная система управления объектом
Микропроцессорные и информационно-управляющие системы, в настоящее время, стали одним из наиболее дешевых и быстрых способов обработки информации. Практически ни одна область современно ...

Внедрение цифровой системы радиосвязи стандарта GSM-R на Белорусской железной дороге
цифровой радиосвязь сеть Основная цель обеспечения безопасности движения поездов - уменьшение количества случаев браков и аварий при повышении скоростей движения поездов, пропускной спосо ...

Технические средства, применяемые в деловом общении
В деловом мире в условиях обострения конкуренции деловое общение становится важным фактором, определяющим успех деятельности не только отдельного человека, но подчас и целой фирмы ...

www.techspirit.ru © 2019