Повышение спектральной эффективности многочастотных неортогональных сигналов

• Автор: Завьялов, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Оглавление

Список сокращений

Список обозначений

Введение

Глава 1. Многочастотные сигналы с ортогональным и неортогональным разносом частот

1.1. Случайные последовательности многочастотных сигналов

1.1.1. Аналитическая запись случайных последовательностей сигналов с прямоугольной формой огибающей
1.1.2. Пик-фактор случайных последовательностей сигналов с прямоугольной формой огибающей

1.1.3. Спектральные характеристики случайных последовательностей сигналов

1.1.4. Помехоустойчивость приема случайных последовательностей сигналов

1.2. Практическая реализация модулятора и демодулятора сигналов с OFDM

1.3. Занимаемые полосы частот
1.4 Постановка оптимизационной задачи поиска формы многочастотных сигналов
1.4.1 Подходы к постановке оптимизационной задачи
1.4.2. Технико-экономические ограничения при решении оптимизационной задачи
1.5 Цель и задачи работы
Глава 2. Методика уменьшения полосы частот многочастотных сигналов
путем использования спектрально-эффективных методов модуляции
2.1. Временные и спектральные характеристики случайных последовательностей сигналов с NOSEFDM
2.1.1. Аналитическое представление случайных последовательностей сигналов с NOSEFDM
2.1.2. Спектральные характеристики сигналов с NOSEFDM
2.2. Частотный план расположения сигналов на поднесущих частотах..
2.3. Выводы
Глава 3. Оптимизация формы комплексной огибающей сигналов при
использовании спектрально-эффективной модуляции

3.1. Задача оптимизации формы сигналов
3.1.1. Ограничение на коэффициент взаимной корреляции
3.1.2. Ограничение на пик-фактор
3.2. Методика выполнения процедуры оптимизации
3.3. Формы оптимальных сигналов
3.3.1. Ограничения на скорость спада уровня внеполосных излучений энергетического спектра
3.2.2.1. Ограничения на скорость спада уровня внеполосных излучений и коэффициент взаимной корреляции при п =
3.2.2.2. Ограничения на скорость спада уровня внеполосных излучений и коэффициент взаимной корреляции при п=4 и
3.2.3. Ограничения на скорость спада уровня внеполосных излучений, коэффициент взаимной корреляции и пик-фактор суммарного сигнала
3.3. Практическая реализация модуляторов сигналов с ЬЮБЕРОМ
3.4. Выводы
Глава 4. Алгоритмы когерентного приёма сигналов с МОБЕБОМ
4.1. Оптимальные и подоптимальиые алгоритмы приема
4.1.1. Алгоритм оптимального когерентного приёма «в целом» последовательности сигналов, передаваемых на поднесугцих частотах
4.1.2. Алгоритмы поэлементного когерентного приема
4.2. Оценка сложности алгоритмов
4.3. Выводы
Глава 5. Имитационная модель модулятора и демодулятора и результаты
помехоустойчивости приема сигналов с ИОБЕРОМ
5.1. Описание имитационной модели
5.2. Помехоустойчивость приема сигналов с ИОБЕРБМ
5.2.1. Помехоустойчивость приема сигналов без ограничения на пик-
фактор
5.2.2 Помехоустойчивость приема сигналов при ограничении на пик-фактор
5.2.3. Помехоустойчивость алгоритмов когерентного приема сигналов в случае уменьшения частотного разноса между поднесущими частотами
5.3. Выводы

Глава 6. Экспериментальные исследования передачи и приема сигналов с
ШБЕРЭМ
6.1. Описание экспериментальной установки
6.2. Реализация модулятора и демодулятора сигналов с ^ЮБЕРОМ
6.3 Результаты экспериментальных исследований
6.4. Выводы
Заключение
Научная новизна диссертации
Положения, выносимые на защиту
Внедрение результатов диссертации
Апробация
Публикации по теме диссертации
Личный вклад автора
Список литературы:
Приложение 1. Помехоустойчивость приёма многочастотных
неортогональных сигналов с прямоугольной формой огибающей
Приложение 2. Акт внедрения

внеполосные излучения (увеличить скорость спада уровня внеполосных излучений). Однако форма огибающей на каждой поднесущей частоте изменяется (из-за неидеальных АЧХ и ФЧХ фильтров). Соответственно, на приёмном устройстве для корректной процедуры обработки требуется наличие информации о форме огибающих на каждой поднесущей частоте, что усложняет реализацию (или приводит к ухудшению помехоустойчивости).
1.3. Занимаемые полосы частот.
С понятием занимаемой полосы частот ЛF при скорости передачи информации R связано понятие удельных затрат полосы частот Pf = AF/R. Как было показано во введении, сигналы с OFDM обладают высоким значением удельных затрат полосы частот. Величина удельных затрат полосы частот составляет 1 Гц/(бит/с) при определении занимаемой полосы частот AF по ортогональному расположению поднесущих частот и 2 Гц/(бит/с) при определении AFno уровню внеполосных излучений -20 дБ.
Для уменьшения внеполосных излучений используют [25] функцию взвешивающего окна во временной области в виде приподнятого косинуса (рис. 1.12). Следует отметить, что данный метод обычно применяется [25] в системах передачи информации при наличии защитного интервала и префикса в сигнале с OFDM.
На рис. 1.12 показаны спектральная плотность мощности сигнала с OFDM при 16 поднесущих (рис. 1.12,а), спектральная плотность мощности сигнала с OFDM при 128 поднесущих (рис. 1.12,6), спектральная плотность мощности сигнала с OFDM при 16 поднесущих для коэффициента скруглення [3 = 0.05 (рис.1.12,в) и спектральная плотность мощности сигнала с OFDM при 128 поднесущих для коэффициента скруглення р = 0.05 (рис. 1.12,г).
Как видно, применение функции взвешивающего окна во временной области в виде приподнятого косинуса позволяет уменьшить удельные затраты полосы частот при определении AFno уровню внеполосных излучений -30 дБ. Однако при определении AF по расположению поднесущих частот значение удельных затрат полосы частот не изменится.