Нгуен Ван Фе – аспирант, Высшая школа прикладной физики и космических технологий 

Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого

E-mail: nvphe1905@gmail.com

А.Л. Гельгор – к.т.н., доцент, Высшая школа прикладной физики и космических технологий  Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого

E-mail: a_Gglgor@mail.ru

Нгуен Тан Хоанг Фыок – аспирант, Высшая школа прикладной физики и космических технологий 

Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого E-mail: hoangphuoc1704@yahoo.com

Сделано сравнение спектральной эффективности разных сигналов с неортогональным частотным мультиплексированием: известных сигналов SEFDM и предложенных ранее модификаций – сигналов RRC-SEFDM и сигналов PR-SEFDM. Демодуляция сигналов выполнена подоптимальным алгоритмом M-BCJR с M = 8 выживающими на каждом такте путями. Для всех сигналов рассмотрены случаи использования сигнальных созвездий QPSK и 16-QAM. При построении сигналов PR-SEFDM использованы спектральные импульсы длиной 12 отсчетов. Показано, что: 1) максимальное увеличение спектральной эффективности возможно только при одновременном введении межсимвольной интерференции и увеличении размера сигнального созвездия; 2) сигналы PR-SEFDM с оптимальными спектральными импульсами обеспечивают выигрыш в спектральной эффективности по отношению к сигналам SEFDM и сигналам RRC-SEFDM при фиксированных удельных энергетических затратах и фиксированной вычислительной сложности демодулятора. Отмечено, что для сигналов PR-SEFDM удается достигнуть до 27% выигрыша в спектральной эффективности по отношению к сигналам OFDM с сигнальными созвездиями QPSK и 16-QAM при незначительном проигрыше в 0,6 и 1,3 дБ соответственно.

1. Mazo J.E. Faster-than-Nyquist signaling // Bell System Technical Journal. V. 54. № 8. P. 1451−1462. 1975.
2. Rodrigues M., Darwazeh I. A spectrally efficient frequency division multiplexing based communications system // Proc. 8th Int. OFDM Workshop, Hamburg. 2003. P. 48−49.
3. Izzat Darwazeh, Hedaia Ghannam, Tongyang Xu. The First 15 Years of SEFDM: A Brief Survey // 11th International Symposium on Communication Systems, Networks & Digital Signal Processing (CSNDSP). 2018. P. 1−7.
4. Michailow N., Matthe M., Gaspar I., Caldevilla A., Mendes L., Festag A., Fettweis G. Generalized frequency division multi-plexing for 5th generation cellular networks // IEEE Transactions on Communications. September 2014. V. 62. № 9. P. 3045−3061.
5. Schellmann M., Zhao Z., Lin H., Siohan P., Rajatheva N., Luecken V., Ishaque A. FBMC-based air interface for 5G mobile: Challenges and proposed solutions // 9th International Conference on CROWNCOM. June 2014. P. 102−107.
6. Vakilian V., Wild T., Schaich F., S. Ten Brink, J.-F. Frigon. Universal-filtered multi-carrier technique for wireless systems beyond LTE // IEEE Globecom Workshops (GC Wkshps). December 2013. P. 223−228.
7. Zavjalov S., Volvenko S., Makarov S. A Method for Increasing the Spectral and Energy Efficiency SEFDM Signals // IEEE Communications Letters. 2016. V. 20. № 12. P. 2382−2385.
8. Vasyliev D., Fadeev D., Rashich A. Joint use of SEFDM-signals and FEC schemes // Proceedings 16th International Conference, NEW2AN and 9th Conference (ruSMART). 2016. St. Petersburg (Russia). 26−28 September 2016. P. 604−611.
9. Гельгор А.Л., Горлов А.И., Нгуен Ван Фе. Повышение эффективности SEFDM путем замены спектральных SINC-импульсов на RRC-импульсы // Радиотехника. 2016. № 12. С. 105−111.
10. Гельгор А.Л., Горлов А.И., Нгуен Ван Фе. Повышение спектральной и энергетической эффективности сигналов SEFDM путем использования оптимальных импульсов в качестве формы спектров поднесущих // Радиотехника. 2018. № 1. С. 49−56.
11. Franz V., Anderson J.B. Concatenated Decoding with a Reduced-Search BCJR Algorithm // IEEE Journals on Select. Area. Commun. 1998. V. 16. № 2. P. 186−195.
12. Bahl L., Cocke J., Jelinek F., Raviv J. Optimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate // IEEE Trans. Inf. Theory. 1974. V. 20. № 2. P. 284−287.
13. Forney G.D. The Viterbi Algorithm // Proc. of the IEEE. 1973. V. 61. № 3. P. 268−278.
14. Anderson J.B. Limited search trellis decoding of convolutional codes // IEEE Trans. Inform. Theory. September 1989. V. 35. P. 944−955.
15. Fincke U., Pohst M. Improved Methods for Calculating Vectors of Short Length in a Lattice, Including a Complexity Analysis // Mathematics of Computation. 1985. V. 44. № 170. P. 463−471.
16. Нгуен Ван Фе, Горлов А.И., Гельгор А.Л. Достижение максимальной спектральной эффективности путем одновременного увеличения размера сигнального созвездия и введения управляемой МСИ // Радиотехника. 2018. № 1. С. 42−48.
17. Said, Anderson J.B. Bandwidth-efficient coded modulation with optimized linear partial-response signals // IEEE Trans. Inform. Theory. 1998. V. 44. № 2. P. 701−713.