П.В. Луферчик1, А.А. Комаров2, А.Н. Конев3, Р.Г. Галеев4, Е.В. Богатырев5

1-5 АО «НПП «Радиосвязь» (г. Красноярск, Россия)

Постановка проблемы. Высокоскоростная загоризонтная связь, а также связь прямой видимости – экономически выгодная альтернатива спутниковой связи, поскольку она не требует аренды спутникового канала. Применение таких систем связи
дает возможность обеспечить связью удаленные малонаселенные и труднодоступные пункты со сложным рельефом местности. При передаче данных в системах загоризонтной связи и связи прямой видимости (системы радиорелейной, тропосферной и ближнепольной магнитной связи) может возникать межсимвольная интерференция. Наличие многолучевого распространения и частотно-селективных замираний в тропосферном, радиорелейном и ближнепольном магнитном радиоканале существенно понижает энергетическую эффективность системы связи в целом. Применение действенных методов уменьшения влияния эффектов многолучевости и частотно-селективных замираний позволит в несколько раз увеличить пропускную способность систем радиорелейной, тропосферной и ближнепольной магнитной связи, что является актуальной задачей на сегодняшний день.

Цель. Добиться повышения эффективности использования систем загоризонтной связи и связи прямой видимости в каналах с многолучевостью путем использования OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing – мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) сигналов, алгоритмов адаптивного выбора кодирования и модуляции в зависимости от состояния радиоканала, а также методов уменьшения пик-фактора OFDM-сигнала и увеличения линейности передающего тракта.

Результаты. Реализованы модели модулятора и демодулятора OFDM-сигналов. Проведено исследование алгоритмов цифровых предыскажений и уменьшения пик-фактора сигнала, а также зависимости битовой ошибки от отношения сигнал/шум (ОСШ) для различных кодовых скоростей и модуляций. Предложены подходы к оптимизации частотного и энергетического ресурса, задержки в радиоканале в зависимости от его состояния для различных применений. Намечены дальнейшие направления развития представленной системы связи.

Практическая значимость. Использование полученных результатов позволит повысить пропускную способность серийно выпускающихся и перспективных тропосферных, радиорелейных и ближнепольных магнитных систем связи.

Луферчик П.В., Комаров А.А., Конев А.Н., Галеев Р.Г., Богатырев Е.В. Энергетически эффективный OFDM режим с возможностью адаптации к условиям распространения в каналах с многолучевостью // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 8. С. 122−131.
DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202208-13

1. Давыденко Ю.И. Дальняя тропосферная связь. М.: Военное изд-во МО СССР. 1968.
2. Maokai, Chen XihongˈShu TaoˈDong Shaoqiang. New generation Troposcatter Communication Based on OFDM Modulation // The Ninth International Conference on Electronic Measurement & Instruments. ICEMI’2009.
3. Filippo Tosato, Magnus Sandell, Makoto Tanahashi. Tone Reservation for PAPR Reduction: an Optimal Approach through Sphere Encoding // IEEE ICC 2016 - Signal Processing for Communications Symposium.
4. Sandeepkumar Vangalaa, Anuradha Sundrub. Adaptive Clipping Active Constellation Extension for PAPR Reduction of OFDM/OQAM System // 6th International Conference on Advances In Computing & Communications. ICACC 2016. 6-8 September 2016. Cochin, India.
5. Ir. Johan Paduart. Identification of Nonlinear systems using Polynomial Nonlinear State Space Model // Vrije Universiteit Brussel. 2008. Р. 102-104.
6. Zhu A., Brazil T.J. An overview of Volterra series based behavioral modeling of RF/microwave power amplifiers // Wireless Microwave technol. conf. 2006. P. 101-107.
7. Jeon W.G., Chang K.H., Cho Y.S. An Adaptive Data Predistorter for Compensation of Nonlinear Distortion in OFDM systems // IEEE Transactions on Communications. 1997. № 45. Р. 11671171.
8. Ding L., Ma Z., Morgan D.R., Zierdt M., Pastalan J. A least square/Newton method for digital predistortion of wideband signals // IEEE Trans. on Communications. May 2006. V. 54. № 5. Р. 833–840.
9. Gan L. Adaptive digital predistortion of nonlinear systems // Ph.D. Thesis. Faculty of Electrical and Information Engineering. Graz University of Technology. Graz, Austria. 2009.
10. Morgan D., Ma, Kim, Zierdt, and Pastalan. A generalized memory polynomical model for digital predistortion of RF power amplifiers // IEEE Trans. Sig. Proc. 2006. V. 54. P. 3852-3860.
11. Zhu A., Pedro J.C., Brazil T.J. Dynamic deviation reduction-based Volterra behavioral modeling of RF power amplifiers // IEEE Trans. On Microwave Theory and Techniques. 2006. V. 54. № 12. P. 4323-4332.
12. Скляр Б. Цифровая связь. М.: Издательский дом «Вильямс». 2003.