УДК 621.391.01

АЛГОРИТМЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ПРИЕМА OFDM СИГНАЛОВ НА ОСНОВЕ МАНИПУЛЯЦИИ С МИНИМАЛЬНЫМ СДВИГОМ ЧАСТОТЫ

Л. Е. Назаров ¹, А. С. Зудилин ²

¹Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН, г. Фрязино
²АО «Информационные спутниковые системы» им. академика  М.Ф.Решетнева, г. Железногорск

 Статья поступила в редакцию 4 августа 2016 г.

Аннотация. В статье рассматриваются алгоритмы формирования и приема cигналов с ортогональным частотным мультиплексированием с пониженной внеполосной спектральной плотностью мощности (OFDM-ММС сигналы). Основу формирования данных сигналов составляет фазовый метод - применение манипуляции с непрерывной фазой с минимальным сдвигом частоты (ММС сигналы). Разработанные алгоритмы формирования и приема этих сигналов основаны на использовании решетчатой структуры ММС и производительного алгоритма быстрого спектрального преобразования в базисе Фурье (БПФ). Использование решетчатой структуры при формировании OFDM-ММС сигналов дает возможность реализации оптимального посимвольного приема, являющегося основой алгоритмов итеративного приема класса эффективных помехоустойчивых кодов (турбо-коды, низкоплотностные коды), обеспечивающих достижение практически предельных вероятностных характеристик пропускной способности каналов передачи.

Приведены результаты компьютерного моделирования разработанных алгоритмов. Показано, что максимальное значение первого бокового лепестка спектральной плотности мощности рассматриваемых OFDM-ММС сигналов по отношению к максимальному значению спектральной плотности в рабочей полосе частот достигает -22.2 дБ, что меньше на 9.1 дБ для OFDM сигналов. Падение спектральной плотности мощности достигает -30.4 дБ/октава, что меньше на 12.7 дБ/октава для OFDM сигналов.

Ключевые слова: сигналы, внеполосное излучение, минимальный сдвиг частоты, прием, вероятность ошибки.

Abstract. The orthogonal frequency division multiplexing signals (OFDM) suffer from high sidelobes level. The sidelobes of the OFDM-modulated tones cause the out-of-band power which can induce large interference to the incumbent communication systems. The modulation and decoding algorithms for OFDM signals with sidelobe suppression or out-of-band emission reduction are presented in the article. The proposed method is Minimum Shift Keying in each subcarriers (OFDM-MSK). The developed algorithm for signal modulation is described by means of waveform trellis associated with the trellis of information bit sequence. It is base for iterative decoding of effective block and convolutional codes (turbo-codes, Low-Density Parity Check Codes). The base of modulation and decoding algorithms for OFDM-MSK is Discrete Fourier Transform. The simulation results for developed algorithms are presented. The simulation results show high power spectral efficiency of OFDM-MSK - the largest sidelobe of OFDM-MSK is around 12.7 dB less than OFDM.

Key words: signals, side-lobe spectrum, minimum shift keying, decoding, OFDM-MSK, error performance.