РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ OFDM ДЛЯ ТРОПОСФЕРНОГО И РАДИОРЕЛЕЙНОГО КАНАЛА
Аннотация
Известно, что при передаче данных в системах радиорелейной и тропосферной связи
может возникать межсимвольная интерференция. Наличие многолучевого распростране-
ния, частотно-селективных замираний и крайней нестабильности в тропосферном и ра-
диорелейном канале существенно понижает энергетическую эффективность системы
связи в целом. Целью работы было добиться увеличения эффективности использования
канала для радиорелейной и тропосферной связи путем использования OFDM (orthogonal
frequency-division multiplexing – мультиплексирование с ортогональным частотным разде-
лением каналов) сигналов в системе с использованием адаптивного кодирования и модуля-
ции. В ходе выполнения реализованы модели модулятора и демодулятора OFDM сигнала.
При использовании различных сигнально кодовых конструкций в различных условиях приё-
ма/передачи возможно достигать оптимального использования частотного и энергетиче-
ского ресурса, создавать системы адаптирующиеся под условия распространения сигнала.
Для реализации данного механизма в передаваемые служебные данные было внедрено слу-
жебное поле, содержащее в себе информацию об используемой кодовой скорости, типе
модуляции и глубине перемежения. Данный подход позволяет оптимизировать использова-
ние энергетического и частотного ресурса. В совокупности с использованием алгоритмов
оценки качества канала возникает возможность динамически изменять сигнально-
кодовую конструкцию при изменении условий приёма. Регулировкой глубины перемежения
возможно оптимизировать пороговое отношение С/Ш или величину задержки информации
в канале в зависимости от требований к системе. Использование адаптивного выбора ко-
довой скорости и модуляции позволит более эффективно использовать ресурс канала при
постоянном изменении его состояния. Полученные результаты позволят значительно по-
высить энергетическую эффективность режима OFDM, приведут к устойчивой связи в
нестационарных каналах и увеличению пропускной способности.
Литература
Moscow: Voennoe izdatel'stvo ministerstva oborony SSSR, 1968.
2. Maokai, Chen XihongˈShu TaoˈDong Shaoqiang. New generation Troposcatter Communication
Based on OFDM Modulation, Hu The Ninth International Conference on Electronic
Measurement & Instruments ICEMI’2009.
3. Sklyar B. Tsifrovaya svyaz' [Digital communication]. Moscow: Izd. dom Vil'yams, 2003.
4. Baxley R.J., Chunming Zhao, and G. Tong Zhou, Constrained Clipping for Crest Factor Reduction
in OFDM, IEEE Transactions on Broadcasting, Dec. 2006, Vol. 52, No. 4, pp. 570-575.
5. Armstrong J. Peak-to-average power reduction for OFDM by repeated clipping and frequency
domain filtering, Electronics Letters 28th February 2002, Vol. 38, No. 5, pp. 246-247.
6. Arash Soltani, Mehdi Airamlozadeh & Jaber Parchami. MIMO-OFDM channel estimation
based on minimum error entropy criterion under non-Gaussian environment, International
Journal of Electronics Letters, 2022. DOI: 10.1080/21681724.2022.2087909.
7. Prabal Gupta, H. Pal Thethi, Ajay Tomer. An efficient and improved PTS algorithm for PAPR
reduction in OFDM system, International Journal of Electronics, 2022, 109:7, pp. 1252-1277.
8. Mohammad Reza Motazedi, Reza Dianat. An erasure-based scheme for reduction of PAPR in
spatial multiplexing MIMO-OFDM using Reed-Solomon codes over GF(216 + 1), International
Journal of Electronics, 2018, 105:9, pp. 1583-1597.
9. Li Y., Wang X. and Zhu A. Reducing Power Consumption of Digital Predistortion for RF Power
Amplifiers Using Real-Time Model Switching, in IEEE Transactions on Microwave Theory and
Techniques, March 2022, Vol. 70, No. 3, pp. 1500-1508. DOI: 10.1109/TMTT.2021.3132347.
10. Mohammad Reza Motazedi & Reza Dianat. An erasure-based scheme for reduction of PAPR in
spatial multiplexing MIMO-OFDM using Reed-Solomon codes over GF(216 + 1), International
Journal of Electronics, 2018, 105:9, pp. 1583-1597. DOI: 10.1080/00207217.2018.1477192.
11. Ding L., Ma Z., Morgan D.R., Zierdt M., and Pastalan J. A least square/Newton method for
digital predistortion of wideband signals, IEEE Trans. on Communications, May 2006,
Vol. 54, No. 5, pp. 833-840.
12. Gan L. Adaptive digital predistortion of nonlinear systems: Ph.D. Thesis, Faculty of Electrical
and Information Engineering, Graz University of Technology, Graz, Austria. – 2009.
13. Pawar D.S. and Badodekar H.S. Review of PAPR Reduction Techniques in Wireless Communication,
2018 IEEE Global Conference on Wireless Computing and Networking (GCWCN),
2018, pp. 204-207. DOI: 10.1109/GCWCN.2018.8668631.
14. S. D V, T. P, S. B and S. M. Improved Energy Efficiency of Massive MIMO-OFDM, 2021 5th
International Conference on Intelligent Computing and Control Systems (ICICCS), 2021,
pp. 38-42. DOI: 10.1109/ICICCS51141.2021.9432385.
15. Jui-Chi Chang, Fang-Biau Ueng and Jiun-Cheng Ning. Channel shortening and equalization
of OFDM/CDMA systems over doubly selective fading channels, International Symposium on
Wireless and Pervasive Computing, 2011, pp. 1-4. DOI: 10.1109/ISWPC.2011.5751329.
16. Gross J., Bohge M. Dynamic Mechanisms in OFDM Wireless Systems: A Survey on Mathematical
and System Engineering Contributions, TKN Technical Report TKN-06-001, Berlin,
May 2006.
17. Yang W., Li H., Li M., Liu Y. and Liu Q. Channel Estimation for Practical IRS-Assisted OFDM
Systems, 2021 IEEE Wireless Communications and Networking Conference Workshops
(WCNCW), 2021, pp. 1-6. DOI: 10.1109/WCNCW49093.2021.9419982.
18. Hussein M.A., Venard O., Feuvrie B. and Wang Y. Digital predistortion for RF power amplifiers:
State of the art and advanced approaches, 2013 IEEE 11th International New Circuits and
Systems Conference (NEWCAS), 2013, pp. 1-4. DOI: 10.1109/NEWCAS.2013.6573671.
19. Jaradat A.M., Hamamreh J.M. and Arslan H. Modulation options for OFDM-based waveforms:
Classification comparison and future directions, IEEE Access, 2019, Vol. 7, pp. 17263-17278.
20. Tao Jiang, Guanghi Zhu. Complement Block Coding for Reduction in Peak-to-Average Power
Ratio of OFDM Signals, IEEE Radio Communications, Sept. 2005, pp. S17-S22.
