УДК 621.396
Модифицированный метод резервирования тона для OFDM
сигнала с малым числом несущих
А.
С. Левченко 1, К. С. Митягин 2
1
Научно-исследовательский университет «Московский
энергетический институт» (НИУ МЭИ), 111250, Москва, Красноказарменная, 14
2 Московский физико-технический институт (государственный
университет), 141701, г. Долгопрудный, Институтский переулок, 9
Статья
поступила в редакцию 21 мая 2017 г., после доработки – 20 июня 2017 г.
Аннотация. Основным
недостатком систем передачи данных, основанных на модуляции OFDM, является
высокий пик-фактор OFDM-сигнала. В работе предложен модифицированный метод
резервирования тона для OFDM сигнала, позволяющий обеспечить дополнительное
снижение пик-фактора по сравнению с классическим методом. Дополнительное
снижение пик-фактора достигается за счет внеполосного излучения, которое не
выходит за пределы спектральной маски, установленной требованиями
электромагнитной совместимости. Проведено сравнительное моделирование
классического и модифицированного метода резервированного тона, примененных в
передающей части системы РАВИС второго поколения. Результаты моделирования
показывают, что модифицированный метод резервирования тона позволяет снизить
пик-фактор относительно классического метода резервирования тона на
дополнительные 1.50, 1.23, 0.77, 0.58, 0.29, 0.23 дБ при 2.5% несущих,
выделенных для TR, и на 0.73, 0.64, 0.50, 0.65, 0.66, 0.63 дБ при 5% несущих,
выделенных для TR, при ширине полосы сигнала 100, 200, 250, 500, 750 и 1000 кГц
соответственно. Реально достигнутые уровни пик-фактора с γ=0,999 по всем режимам составляют от 7.56 до 7.74
дБ при 2.5% несущих, выделенных для TR, и от 6.65 до 7.38 дБ при 5% несущих,
выделенных для TR. Предложенный модифицированный метод способен конкурировать с
методом селективных отображений даже в канале с малым числом несущих. Таким
образом, предложенный модифицированный метод резервирования тона позволяет
существенно снизить значение пик-фактора при неизменных затратах полосы на
несущие TR.
Ключевые
слова:
OFDM, пик-фактор, метод резервирования тона, внеполосное излучение, РАВИС.
Abstract. The main
disadvantage of data transmission systems based on OFDM is a high
peak-to-average power ratio (PAPR) of OFDM signal. One of the most powerful
methods of PAPR decrease is a tone reservation method. However it has low performance
when signal bandwidth is narrow. Modified tone reservation method that allows reduction
PAPR in comparison with classic TR method is proposed in the paper. Additional
PAPR reduction is obtained using limited outband emission which doesn’t violate
requirements of electromagnetic compatibility. Comparative modeling of classic
and modified tone reservation method was performed for transmission part of
second generation Realtime Audiovisual Information System (RAVIS).
Complementary cumulative distribution functions are given in the paper. Results
of modeling shows that modified TR method allow to decrease peak-to-average
power ratio by additional 1.50, 1.23, 0.77, 0.58, 0.29, 0.23 dB when 2.5% of
carriers are used for TR and 0.73, 0.64, 0.50 0.65, 0.66, 0.63 dB when 5% of
carriers are used for TR within signal bandwidth 100, 200, 250, 500, 750, 1000
kHz respectively. Achieved PAPR values with confidence level γ=0,999 are
in range from 7.56 to 7.74 dB when 2.5% of carriers are used for TR and in
range from 6.65 to 7.38 dB when 5% of carriers are used for TR. Proposed method
is capable to compete with SeLective Mapping (SLM) method even within narrow
signal bandwidth, where SLM have high efficiency. Thus proposed modified TR
method provides significantly better decrease of PAPR within narrow and wide
signal bandwidth than classic method with the same data transmission rate
losses.
Key
words:
OFDM, peak-to-average power ratio, tone reservation method, outband emission,
RAVIS.
Ссылка
на статью:
А. С. Левченко, К. С. Митягин.
Модифицированный метод резервирования тона для OFDM
сигнала с малым числом несущих. Журнал радиоэлектроники
[электронный журнал]. 2017. №6. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jun17/9/text.pdf