Уменьшение пик-фактора сигнала с OFDM методом клиппирования

Рис. 4. Ограниченный сигнал

Применение в системах связи технологии OFDM c использованием ограничения пиков, при заданных параметрах, позволило уменьшить значение пик-фактора на 1.1 дБ.

Снижение пик-фактора OFDM позволит более широко использовать технологию OFDM в новейших системах связи, поможет упростить процесс взаимодействия с другими системами связи.

Научно исследовательская работа выполнена в рамках выполнения магистерской диссертации, научный руководитель Майстренко В.А.

Список литературы

1. OFDM. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/OFDM (дата обращения: 03.06.2017).

2. Шинаков Ю.С. Пик-фактор сигналов OFDM и нелинейные искажения в радиооборудовании систем беспроводного доступа. // Цифровая обработка сигналов, 2012. № 4. С. 60-64.

3. Макаров С.Б. Применение блочного кодирования для снижения пик-факторов сигналов с OFDM. Санкт-Петербург, 2009. 174 с.

УМЕНЬШЕНИЕ ПИК-ФАКТОРА СИГНАЛА С OFDM МЕТОДОМ

КЛИППИРОВАНИЯ Антипин В.В.

Антипин Вячеслав Владимирович — студент магистратуры, кафедра средств связи и информационной безопасности, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный технический университет, г. Омск

Аннотация: в данной статье рассматриваются методы снижения пик-фактора сигнала с OFDM модуляцией. Приведено сравнение системы с использованием метода клиппирования. Ключевые слова: OFDM, пик-фактор, клиппирование.

Пик-фактор сигнала определяется как отношение максимальной (пиковой) мгновенной мощности сигнала к его средней мощности.

В общем случае, выражение для PAPR выглядит следующим образом:

PAPR=^2, (1) 2.-S i

где МАХ ) - максимум по отсчетам дискретизированного сигнала, S к — к-ый отсчет сигнала

Для сигнала OFDM вида (1) средняя мощность сигнала будет иметь вид:

Рср = Г /0Т JF N УпУше^п-^ = Щ |у„|2

f Т U п=— ш=—

2 2

Мгновенная мощность сигнала с OFDM равна:

I s

Пик-фактор сигнала с OFDM определяется следующий выражением:

рлрТ?-'^|5(':)|2 ~ •^^п=о2т = оУпУте'(°'" °'т^

PAPR Р у«- ^ v | 2

Р ср ¿*П = 0 1 vn 1

Для QAM модуляции при большом значении N средняя мощность сигнала примерно постоянна. Таким образом

Рср=Уп=0° I Уп I 2 = const

Одним из способов уменьшить ПФ является метод амплитудного ограничения (клиппирование). Данный метод считается самым простым, так как им можно воспользоваться еще на этапе моделирования систем с OFDM, причем можно добиться хорошего выигрыша и значительно уменьшить ПФ сигнала [1]. Данное действие осуществляется строго в модуляторе. При ограничении пиков в модуляторе будут появляться нелинейные искажения. На рисунке 1а изображен график с выделением максимальной и средней мощности сигнала, а на рисунке 1б изображен тот же сигнал, но с использованием метода клиппирования.

Рис. 1а. Максимальная и средняя мощность чистого сигнала с OFDM с 16-QAMмодуляцией

Рис. 1б. Максимальная и средняя мощность чистого сигнала с OFDM с 16-QaAMмодуляцией

методом клиппирования

За пределами ОБП все части нелинейности будут срезаться фильтром передатчика. Нелинейности, возникающие в модуляторе, не так опасны, т.к. отношение сигнал/помеха не меняется при распространении по каналу. При клиппировании стоит использовать интегральные функции распределения гауссовского процесса при заданном пороге [2]. На рисунке 3 изображен спектр OFDM чистого сигнала с 16-QAM.

Рис. 3. Спектр чистого сигнала с OFDM с 16-QAM

Моделирование показало, что методом клиппирования можно добиться выигрыша до 6 дБ, при этом коэффициент битовых ошибок остается допустимым. При дальнейшем ограничении сигнал начинает искажаться и часть данных теряется, что непозволительно в системах с OFDM.

Снижение пик-фактора OFDM позволит более широко использовать технологию OFDM в новейших системах связи, поможет упростить процесс взаимодействия с другими системами связи.

Научно исследовательская работа выполнена в рамках выполнения магистерской диссертации, научный руководитель - Майстренко В.А.

Список литературы

1. Шинаков Ю.С. Пик-фактор сигналов OFDM и нелинейные искажения в радиооборудовании систем беспроводного доступа. // Цифровая обработка сигналов, 2012. № 4.

2. Chen Y., Lin Y.-W. and Lee C.-Y. "A block scaling FFT/IFFT processor for WiMAX applications," in Proc. IEEE Asian Solid-State CircuitsConf. Nov., 2006. Р. 127-138.

ОПТИКО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ДИОКСИДА

СЕРЫ Акимов В.С.

Акимов Владислав Сергеевич - студент магистратуры, факультет компьютерных информационных технологий и автоматики, Донецкий национальный технический университет, г. Донецк, Украина

Аннотация: данная статья посвящена одному из способов мониторинга концентрации диоксида серы и других веществ. Приведены две структурные схемы приборов, основанных на данном методе измерения, а также рассмотрено влияние сернистого газа (диоксида серы) на организм человека. Также приведены предельно допустимые концентрации диоксида серы на различных объектах.

Ключевые слова: абсорбция, излучение, концентрация, спектр, оптический метод, диоксид серы.

Диоксид серы (формула SO2) обычно является бесцветным, токсичным газом, имеющим резкий запах, применяющийся в пищевой промышленности в качестве консерванта (маркировка Е220). Также в разных источниках его могут называть оксидом серы (IV), сернистым газом, двуокисью серы или сернистым ангидридом. Значительные объемы диоксида серы выделяются с вулканическими газами и лавой во время извержений. Многие виды антропогенной деятельности тоже приводят к повышению концентрации SO2 в атмосфере. Основная доля выбросов диоксида серы в атмосферу приходится на сжигание топлива, содержащего серу, например на ТЭС или на коксохимическом предприятии. Величина ПДК для диоксида серы согласно ГН 2.1.6.695-98[1] и ГН 2.2.5.686-98 [2] это в рабочей зоне — 10 мг/м3, максимальная разовая концентрация в атмосфере населенных пунктов — 0,5 мг/м3 и среднесуточная — 0,05 мг/м3, ему присвоен 3 класс опасности.