Исследование влияния рассогласования квадратурных составляющих на помехоустойчивость сигналов OFDM и UFMC
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2021-1-71-77Ключевые слова:
OFDM, UFMC, модуляция и демодуляция сигнала, квадратурный дисбаланс, помехоустойчивостьАннотация
Метод непосредственной модуляции с использованием комплексных сигналов применяется при реализации сигнальных трактов передатчиков в базовых станциях систем сотовой связи. В процессе модуляции возникают рассогласования коэффициента усиления и фазы квадратурных составляющих сигнала. Рассогласование ухудшает модуль вектора ошибки (Error Vector Magnitude, EVM) в приемнике, что, в свою очередь, приводит к повышению частоты появления ошибочных битов (Bit Error Rate, BER). Качество принимаемого сигнала выражается в частоте появления битовых ошибок. Рассогласование амплитуды и фазы квадратурных составляющих является одним из важнейших факторов, вносящих наибольший вклад в амплитуду вектора ошибки, который необходимо исследовать.
В статье приведено исследование влияния рассогласования квадратурных составляющих сигналов технологий OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing) и UFMC (universal filtered multi-carrier). Разработана модель передатчика, канала связи и приемника для сигналов OFDM и UFMC. Модель построена в программной среде MatLab при помощи языка MatLab и представляет собой программную модель m-script.
В ходе работы путем исследования имитационной модели изучена зависимость помехоустойчивости технологий путем изменения параметров канала связи, таких как амплитудное и фазовое рассогласование квадратурных составляющих сигнала, а также отношение сигнал/шум. Проведен сравнительный анализ таких параметров сигналов, как занимаемая полоса частот, пик-фактор, частота появления битов с ошибкой. По результатам исследования получены графики зависимости вероятности ошибки и пик-фактора сигнала от рассогласования квадратурных составляющих для двух технологий – OFDM и UFMC. Проведенное исследование позволяет выделить преимущества технологии UFMC, которые выражаются в спектральной эффективности, помехоустойчивости и уровне пик-фактора сигнала.Библиографические ссылки
Антипин В. В., Зиновьев Н. В. Пик-фактор OFDM-сигнала при классической и неортогональной передаче // Сборник трудов конференции «Фундаментальные и прикладные разработки в области технических и физико-математических наук». 2018. С 18–21. ISBN 978-5-6041153-5-0.
Поборчая Н. Е. Комбинирование линейных и нелинейных алгоритмов оценивания искажений сигнала OFDM в тракте приемника прямого преобразования // Электросвязь. 2020. № 6. С. 28–33. DOI: 10.34832/ELSV.2020.7.6.005.
Вороженищев И. В., Бочечка Г. С. Исследование устойчивости технологии многочастотной передачи с универсальной фильтрацией UFMC к частотным сдвигам в канале // Телекоммуникации и транс-порт. 2017. Т. 11, № 6. С. 25–28. еISSN 2072-8743.
Ворожищев И. В., Бочечка Г. С., Тихвинский В. О. Сравнительный анализ использования технологий UFMC и OFDM в сетях 5G // Электросвязь. 2017. № 11. С. 18–23. ISSN 0013-5771.
Никишкин П. Б., Витязев В. В. Методы широко-полосной передачи данных на основе сигналов с частотным разделением каналов // Цифровая обработка сигналов. 2020. № 3. С. 45–49. ISSN 1684-2634.
Гапанович О. Ю. Перспективные технологии многостанционного доступа // Теория и практика современной науки. 2018. № 9. С. 75–81. eISSN 2412-9682.
Гришин И. В., Феденева Н. С. Перспективы использования технологии UFMC в сетях 5G/IMT-2020 // Информационные технологии и телекоммуникации. 2017. Т. 5, № 4. С. 17–24. eISSN 2307-1303.
Behadili A. S. G., Alshebaney E. A., Attaby A. L. K. Prospects of using the UFMC technology in 5g/imt-2020 networks. Indonesian J. of Electrical Engineering and Computer Science, 2019, vol. 15, no. 2, pp. 855-860. DOI: 10.11591/ijeecs.v15.i2.pp855-860.
Xiaojie Wang, Thorsten Wild, Frank Schaich, Andre Fonseca Dos Santos. Universal filtered multicarrier with leakage-based filter optimization. European Wireless, At Barcelona, Spain, 2014, pp. 14-21.
Jamoos A. L., Hussein M. Estimation of UFMC time-varying fading channel using adaptive filters. Proc. international conference on promising electronic technologies, ICPET 2018, pp. 43-48. DOI: 10.1109/
ICPET.2018.00014.
Аверина Л. И., Каменцев О. К. Сравнительный анализ спектрально эффективных сигналов с частотным мультиплексированием // Сборник трудов конференции «Радиолокация, навигация, связь». 2018. Т. 1, № 4. С. 312–319. ISBN 978-5-9500319-4-6.
Jagan Naveen V., Murali Krishna K., Raja Ra-jeswari K. BER estimation in UFMC system for wireless communications. J. of advanced research in dynamical and control systems, 2018, vol. 10, no. 12, pp. 294-299. eISSN 1943-023X.
Гришин И. В., Калинкина А. А. Обзор методов многочастотной модуляции сигналов в современных сетях беспроводной связи // Информационные технологии и телекоммуникации. 2020. Т. 8, № 2. С. 55–66. DOI: 10.31854/2307-1303-2020-8-2-55-66.
Глазков Р. В. Применение перспективных
методов модуляции в современных системах мобильной связи // Сборник трудов конференции «Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании» (Санкт-Петербург, 2016). СПб. : СПбГУТ им. М. А. Бонч-Бруевича, 2016. С. 135–140. ISBN 978-5-89160-143-7.
Овчинников В. И., Логвинов В. В. Многостанционный доступ в сетях системы 5G // Телекоммуникации и информационные технологии. 2019. Т. 6, № 2. С. 69–75.
