ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2016, № 9 · РАДИОТЕХНИКА

Алгоритмы обнаружения OFDM сигналов в системах синхронизации

Л.Е. Назаров1, А.С. Зудилин2

1 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
2 АО «Информационные спутниковые системы» им. академика М.Ф.Решетнева, Россия
Полный текст УДК 621.391.01 EDN XAAFUB

Аннотация

Приведены результаты по разработке и исследованию алгоритмов некогерентного обнаружения OFDM сигналов-преамбул, используемых для синхронизации в системах передачи дискретных сообщений по каналам с многолучевым распространением сигналов. Разработанные алгоритмы обнаружения основаны на использовании устойчивого алгоритма текущего спектрального анализа, являются более эффективными по производительности по отношению к алгоритму обнаружения на основе быстрого спектрального преобразования в базисе Фурье. Производительность рассматриваемых алгоритмов обнаружения определяется характеристиками каналов передачи, в частности, отношением частотной полосы сигналов к полосе когерентности канала передачи. Алгоритмы обнаружения синхронизирующих OFDM сигналов обеспечивают повышение вероятности правильного обнаружения для многолучевого канала распространения сигналов по отношению к выделению одного луча за счет суммирования энергии составляющих лучей - для модели двухлучевого канала энергетический выигрыш достигает 2 дБ.

  • текущий спектральный анализ
  • Fft
  • OFDM сигналы
  • синхронизация
  • вероятность обнаружения
  • быстрое преобразование Фурье
Abstract (in English)

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is popular technique in broadband wireless communications due to its advantage to combat channel multi-path and to provide high spectral efficiency. The drawback of OFDM systems is its high sensitivity to synchronization non idealities between the transmitter and receiver oscillators. Specifically incorrect timing synchronization can cause interference between successive symbols and can lead to a severe performance degradation. In addition, a carrier-frequency offset induces an amplitude reduction of the useful signal and provokes interference between adjacent subcarriers. In this paper the problem synchronization in OFDM systems (the detection, symbol timing and carrier-frequency evaluation) is examined and new algorithms of OFDM signal-preamble detection are proposed. The base of these algorithms is recursive sliding discrete Fourier transform that is more efficient that usage of Fast Fourier Transform.

Для цитирования

Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Алгоритмы обнаружения OFDM сигналов в системах синхронизации // Журнал радиоэлектроники. – 2016. – № 9.

Литература

  1. Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи. Базовые методы и характеристики. М.: Эко-Трендз. 2005. 392 c.
  2. Вишневский В.М., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Широкополосные сети передачи. М.: Техносфера. 2005. 592 c/
  3. Schulze H., Luders C. Theory and Applications of OFDM and CDMA. John Wiley & Sons, Ltd. The Atrium, England. 2005. 408 p.
  4. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Алгоритмы компенсации сосредоточенных по спектру помех для сигналов с ортогональным частотным мультиплексированием. // Известия высших учебных заведений. Электроника. 2013. №6 (104). Стр. 45-51.
  5. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978. 848 с.
  6. Шинаков Ю.С. Интермодуляционные помехи для сигналов OFDM в нелинейных устройствах с амплитудно-фазовой конверсией.// Проектирование и технология электронных средств. 2012. №3. Стр. 19-24.
  7. Шинаков Ю.С. Пикфактор сигналов OFDM и нелинейные искажения в радиооборудовании систем беспроводного доступа. // Цифровая обработка сигналов. 2012. №4. Стр.58-65.
  8. Шинаков Ю.С. Спектральная плотность мощности помехи нелинейных искажений в устройствах с амплитудно-фазовой конверсией. // Радиотехника и электроника. 2013. Т.58. №10. Стр. 1053-1064.
  9. Шинаков Ю.С. Два способа вычисления мощности неискаженного сигнала на выходе нелинейного устройства с амплитудно-фазовой конверсией. // Радиотехника. 2016. №2. Стр. 66-71.
  10. Клоков С.С., Шинаков Ю.С. Методы снижения пик-фактора сигнала в системах с технологией OFDM. // Сборник трудов "Технология информационного общества". X Международная отраслевая научно-техническая конференция. Москва. 2016. С. 131-132.
  11. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Оценивание мощности и эффективности интермодуляционных помех при ограничении огибающей OFDM-сигналов.// Радиотехника и электроника. 2015. Т.60. №5. Стр.522-528.
  12. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Методики оценивания мощности интермодуляционных помех для сигналов с ортогональным частотным мультиплексированием.// Радиотехника и электроника. 2014. Т.59. №2. Стр.173-178.
  13. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Оценка мощности интермодуляционных помех при предельном ограничении огибающей сигналов с ортогональным частотным мультиплексированием.// Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. 2013. №6. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jun13/1/text.pdf.
  14. Назаров Л.Е., Зудилин А.С. Алгоритмы формирования и приема OFDM сигналов на основе манипуляции с минимальным сдвигом частоты. Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. 2016. №8. URL: http://jre.cplire.ru/jre/aug16/1/text.pdf.
  15. Mahmoodi S., Saeedi H., Omidi M.J. OFDM-MSK: A Method for Sidelobe Suppression in OFDM Systems. // 20-th Iranian Conference on Electrical Engineering. Tehran. 2012. 15-17 May. P.1474-1477.
  16. Бакулин М.Г., Крейнделин В.Б., Шлома А.М., Шумов А.П. Технология OFDM. М.: Горячая линия-Телеком. 2016. 360 с.
  17. Van de Beek J.J., Sandell M., Borjesson P.O. ML Estimation of Time and Frequency Offset in OFDM Systems. // IEEE Transactions on Signal Processing. 1997. V.45. N7. P.1800-1805.
  18. Steendam H., Moeneclaey M. Synchronization sensitivity of multicarrier systems. // European Transactions on Telecommunications. 2004. N15. P.223-234.
  19. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е испр. Пер. с англ. М.: Издательский дом “Вильямс”. 2003. 1104 с.
  20. Lutz E. Issues in satellite personal communication systems. // Wireless Network. 1998. N4. P.109-124.