ГРАДІЄНТНА ОПТИМІЗАЦІЯ ДВОПАРАМЕТРИЧНОЇ ВІКОННОЇ ФУНКЦІЇ НАЙКВІСТА ДЛЯ ЗМЕНШЕННЯ ПОЗАСМУГОВОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ В OFDM СИСТЕМІ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2022-164-5-68-72Ключові слова:
OFDM, імпульс Найквіста, віконна функція Найквіста, енергія, оптимізація, метод градієнтного спускуАнотація
Досліджено зв’язок між імпульсами Найквіста у часовій області і віконними функціями Найквіста, які застосовуються у технології мультиплексування з ортогональним частотним поділом каналів (OFDM). Проаналізовано один зі способів апроксимації перехідної області віконних функцій Найквіста з використанням кусково-лінійних функцій. Цей спосіб дозволив збільшити кількість ступенів свободи сигналу через введення двох додаткових параметрів. Визначена спектральна щільність вибраної двопараметричної віконної функції Найквіста. Виконана оптимізація синтезованого сигналу за критерієм мінімуму енергії у перших бічних пелюстках його спектральної щільності. Для розв’язання оптимізаційної задачі вибрано метод градієнтного спуску з мінімізацією функції на кожному етапі ітерації методом золотого перетину. У середовищі програмування MATLAB створена програма, яка працює за алгоритмом оптимізації. За допустимої максимальної відносної помилки εдоп = 10–3 кількість ітерацій градієнтного методу пошуку становила 2 ітерації. Встановлено, що за оптимальних значень параметрів сигналу кількість енергії, зосередженої у перших трьох бічних пелюстках його спектральної щільності, на 12,6 дБ менше ніж для прямокутної віконної функції. У роботі подані графіки для синтезованої віконної функції з оптимальними параметрами у часовій та частотній області. Застосування двопараметричної віконної функції Найквіста зі зниженим рівнем спектральної щільності бічних пелюсток дозволяє зменшити рівень позасмугового випромінювання OFDM сигналу, а також підвищити стійкість системи з багатьма піднесучими до частотних зсувів, зумовлених взаємним рухом передавача і приймача. Варто зазначити, що запропонований алгоритм градієнтного пошуку є універсальним і може бути використаний для оптимізації віконних функцій Найквіста за різних критеріїв і незалежно від кількості параметрів сигналу.
Посилання
Andreas F. Molisch, Wireless communications. Chichester, United Kingdom: John Wiley & Sons Ltd, 2011, 827 p.
P. Tan, and N. C. Beaulieu, “Analysis of the effects of Nyquist pulse-shaping on the performance of OFDM,” European Transactions on Telecommunications, 20, pp. 9-22, 2009. https://doi.org/10.1002/ett.1316 .
N. C. Beaulieu, C. C. Tan, and M. O. Damen, “A ‘better than’ Nyquist pulse,” IEEE Commun. Lett., vol. 5, no. 9, pp. 367–368, Sep. 2001. https://doi.org/10.1109/4234.951379 .
Э. А. Сукачёв, Введение в теорию сигналов Найквиста. Одесса, Украина: Освіта України, 2016, 108 с.
H. F. Arrano, and C. A. Azurdia-Meza, “ICI reduction in OFDM systems using a new family of Nyquist-I pulses,” IEEE Latin America Transactions, vol. 13, no. 11, pp. 3556-3561, Nov 2015. https://doi.org/10.1109/TLA.2015.7387930 .
J. G. Proakis, Digital Communications, 2nd ed. New York: McGraw-Hill, 1989.
Э. А. Сукачёв, и Д. Ю. Бухан, Корреляционный анализ детерминированных сигналов. Одесса, Украина: Освіта України, 2014, 134 с.
Б. Банди, Методы оптимизации. Вводный курс. М.: Радио и связь, 1988, 128 с.
А. В. Аттетков, С. В. Галкин, и В. С. Зарубин, Методы оптимизации. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003, 440 с.
А. Б. Сергиенко, Цифровая обработка сигналов. Санкт-Петербург, Россия: Питер, 2003, 608 с.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 67
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).