ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1689-1719. 2020. 3
Оглавление выпуска

Текст статьи (pdf)
English page

 

DOI 10.30898/1684-1719.2020.3.2

УДК 621.391.01

 

АЛГОРИТМЫ НЕЛИНЕЙНОЙ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЙ ОБРАБОТКИ ПРИ ПРИЕМЕ СИГНАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСНОВЕ OFDM-СИГНАЛОВ

 

 Л. Е. Назаров, А. С. Зудилин
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН, 141190, г. Фрязино Московской обл., пл. Введенского, 1

 

Статья поступила в редакцию 25 февраля 2020 г. 

 

Аннотация. Приведены описания разработанных алгоритмов помехоустойчивого приема сигнальных конструкций на основе OFDM-сигналов с увеличением их базы, устойчивых к сосредоточенным по спектру помехам (ССП). Алгоритмы приема основаны на компенсации ССП, суть которой - нелинейная обработка сигналов с использованием мягкого/жесткого ограничения или выключения их спектральных составляющих с весовой обработкой входных реализаций. Произведен анализ помехоустойчивости алгоритмов приема для сигнальной конструкции на основе сверточного кода с кодовой скоростью R=1/2 с использованием весовой функции Кайзера и модели ССП. Результаты моделирования алгоритмов приема показывают, что наиболее эффективной из исследуемых является нелинейная обработка с режимом выключения спектральных составляющих, амплитуды которых превышают задаваемый порог ограничения.

Ключевые слова: OFDM, нелинейная обработка, подавление шума, окно Кайзера.

Abstract. The focus of this paper is directed towards the development and investigation of efficient technique of channel spectrum-concentrated noise mitigation for signal constructions based on OFDM-signals (orthogonal frequency division multiplexing) and error-correcting codes. The frequency-domain nonlinear immune-noise processing algorithms for these signal constrictions are proposed. The analysis of noise-immunity for these signal constructions is implemented for convolutional code with code-rate 1/2 and for spectrum-concentrated noise model signal. The developed decoding algorithm for signal constructions involves Fast Fourier Transformation (FFT) with preceding weight window, nonlinear processing (soft/hard restriction or elimination of spectral components) and interleaving of spectral component values and evaluation of soft output decisions from demodulator for decoding. There are recommendations for most effective processing algorithm (namely, elimination of spectral components) that effective for mitigation of the investigated noise signals in the article. The results of computer simulations of these algorithms show the differences between the resulted error-performances and for the ideal error-performances under assumption of existing only AWGN not more than 2.25…4.5 dB for bit-error 10-5.

Key words: OFDM, nonlinear processing, noise reduction, Kaiser window.

Литература

1. Бакулин М.Г., Крейнделин В.Б., Шлома А.М., Шумов А.П. Технология OFDM. М.: Горячая линия-Телеком, 2016.

2. Liu H., Li G. OFDM-Based Broadband Wireless Networks. A John Wiley & Sons. New Jersey, 2005.

3. Schulze H., Luders C. Theory and Application of OFDM and CDMA. Wideband Wireless Communications.  John Wiley & Sons Ltd. England, 2005.

4. Darsena D., Verde F. Successive NBI cancellation using soft decision for OFDM systems. // IEEE Signal Processing Letters. 2008. No.15. P.873-876.

5. Gomaa A., Al-Dhahir N. A Sparsity-Aware Approach for NBI Estimation in MIMO-OFDM. // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2011. Vol.10. No.6. P.1854-1862.

6. Зудилин А.А., Назаров Л.Е. Анализ помехоустойчивости при приеме сигнальных конструкций на основе OFDM сигналов, устойчивых к влиянию сосредоточенных по спектру помех. // Журнал радиоэлектроники. 2017. №11. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/nov17/4/text.pdf

7. Darsena D., Gelli G., Verde F. Perfect symbol recovery and NBI suppression in MIMO-OFDM systems. // Electronics Letters. 2014. Vol.50. No.3. P.225-227.

8. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Исследование эффективности приема сигнальных конструкций на основе OFDM-сигналов при наличии канальных полигармонических помех. // Журнал радиоэлектроники. 2018. №3. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/mar18/4/text.pdf.

9. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Исследование эффективности алгоритмов приема сигнальных конструкций на основе OFDM сигналов, устойчивых к сосредоточенным по спектру помехам. // Журнал радиоэлектроники. 2017. №12. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/dec17/6/text.pdf

10. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Эффективность окон Кайзера и Кравченко-Кайзера при приеме сигнальных конструкций на основе OFDM-сигналов, устойчивых к сосредоточенным по спектру помехам. // Физические основы приборостроения. 2018. Т.7. №3(29), стр.26-36.

11. Назаров Л.Е. Сигнальные конструкции на основе OFDM-сигналов, устойчивые к влиянию сосредоточенных по спектру помех. // Радиотехника и электроника. 2019. Т.64. №8. C.787-795.

12. Калинин В.И., Радченко Д.Е., Черепенин В.А. Вероятностные характеристики цифрового канала передачи информации на основе непрерывных шумовых сигналов со спектральной модуляцией. // Радиотехника. 2015. №8. C.84-94.

13. Johnson S.J. Iterative Error Correction: Turbo, Low-density Parity-Check and Repeat-Accumulate Codes. Cambrige University Press. 2010.

14. Ахмед Н., Рао К.Р. Ортогональные преобразования при цифровой обработке сигналов. М.:Связь. 1980.

15. Акимов П.С., Бакут П.А., Богданович В.А. Теория обнаружения сигналов. М.: Радио и связь, 1984.

16. TM synchronization and channel coding - summary of concept and rationale. Information report CCSDS 130.1-G-1. Green Book, 2006.

 

Для цитирования:

Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Алгоритмы нелинейной помехоустойчивой обработки при приеме сигнальных конструкций на основе OFDM-сигналов. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. № 3. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/mar20/2/text.pdf. DOI 10.30898/1684-1719.2020.3.2