Исследование сигналов OFDM с первичной амплитудной фазовой – амплитудной импульсной модуляцией

Системы, сети и устройства телекоммуникаций


Авторы

Кузнецов В. С.1*, Волков А. С.2**, Соковиков С. А.1***

1. Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники», площадь Шокина, 1, Москва, Зеленоград, 124498, Россия
2. Национальный исследовательский университет «МИЭТ», 124498, Москва, Зеленоград, пл. Шокина, д. 1

*e-mail: vitaliy_kuznetsov@hotmail.com
**e-mail: leshvol@mail.ru
***e-mail: sokovikov.stepan@gmail.com

Аннотация

В последнее время амплитудная фазовая модуляция начала использоваться в спутниковом стандарте DVB-S2. Преимущества данного метода несомненно превосходит ранее используемые методы модуляции.

Ведется разработка новых методов модуляции на основе амплитудной фазовой модуляции. Предлагается использовать вместе с многоуровневой фазовой модуляции в квадратуре амплитудно-импульсную модуляцию. Превосходство данного метода очевидны – увеличивается частотная эффективность сигнала в выходной полосе частот.

Проведено экспериментальное исследование OFDM ((Orthogonal frequency-division multiplexing) – сигнала, где в качестве первичной модуляции используется АФМ-АИМ модуляция с помощью программной реализации при различных уровнях отношения Ebit/N0.

Теоретические расчёты показывают увеличение частотной эффективности в выходной полосе частот до 16 бит/с/Гц (8 бит/отсчёт), что нереализуемо ни одним из известных методов модуляции. Эффективность OFDM определяется эффективностью первичной модуляции. С помощью АФМ-АИМ OFDM реализуется 8 бит/отсчёт, сохраняя пик-фактор на уровне QAM-16.

Для обеспечения качественной связи в среде, когда канал передачи мало влияет на распространение сигнала, приоритетным параметром является скорость передачи. Наибольшей скоростью обладает АФМ-АИМ (амплитудная фазовая модуляция – амплитудная импульсная модуляция). В средах с большими помехами и многолучевым распространением необходимо обеспечить меньше количества ошибок в ущерб скорости передачи, т.е. использовать QAM-16, QAM-64.

Ключевые слова:

квадратурная амплитудная модуляция, фазовая модуляция, амплитудная импульсная модуляция, амплитудная фазовая модуляция, частотная эффективность, ортогональное частотное разделение, созвездие сигналов, дискретная модуляция

Библиографический список

  1. Addabbo, P. et al. A Review of Spectrally Efficient Modulations for Earth Observation Data Downlink // Proceedings of the Metrology for Aerospace Conference, 2014 IEEE, MetroAeroSpace 2014, pp. 428 – 432.

  2. Jordanova L., Laskov L., Dobrev D. Constellation and Mapping Optimization of APSK Modulations used in DVB-S2 // Engineering, Technology & Applied Science Research, 2014, vol. 4, no. 5, pp. 690 – 695.

  3. Afelumo O., Awoseyila A., Evans B. Simplified evaluation of APSK error performance // Electronics Letters, 2012, vol. 48, no. 14, pp. 886 – 888.

  4. Manimegalai C.T., Kumar R. Performance of LDPC- Coded APSK-Modulation for Wireless USB // Wseas Transactions on Communications, 2013, vol. 12, no. 12, pp. 661 – 669.

  5. Zaishuang Liu, QiuliangXie, KewuPeng, Zhixing Yang. APSK Constellation with Gray Mapping: A genetic algorithm approach // IEEE communications letters, 2011, vol. 15, no. 12, pp. 1 – 6.

  6. Solodkov, A., Voronov, E., Semenova, A. 11 Bit/s/Hz Spectral Efficiency Modulation Scheme for High-speed Data Links // Proceedings of the Sixth International Conference (ITA15), 8-11 September 2015, Wrexham, North Wales, UK, pp. 155 – 159.

  7. Бахтин А.А., Омельянчук Е.В., Семенова А.Ю. Анализ современных возможностей организации сверхвысокоскоростных спутниковых радиолиний // Труды МАИ. 2017. № 96. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=85828

  8. Бахтин А.А., Белоусов Е.О., Ломовская К.М., Тимошенко А.Г. Актуальные задачи построения систем связи для напланетных и орбитальных станций // Известия высших учебных заведений. Электроника. 2015. № 5. С. 74 – 81.

  9. Кузнецов В.С., Солодков А.В., Муратчаев С.С. Модуляция ФМ16+АИМ4 // Международная научно-техническая конференция «Электроника – 2015». Тезисы докладов. (Москва, ноябрь 2015). – М.: МИЭТ, 2015. – С. 109.

  10. H. Schulze and C. Lueders. Theory and Applications of OFDM and CDMA Wideband Wireless Communications, John Wiley, 2005, 421 p.

  11. Кузнецов В.С., Солодков А.В. Квадратурная амплитудно-импульсная модуляция // Естественные и технические науки. 2017. № 3 (105). С. 114 – 117.

  12. Кузнецов В.С., Кузнецов В.В. Нерешенные проблемы в области передачи информации и связи. – М.: Горячая линия – Телеком, 2016. – 60 с.

  13. IEEE Standard for Information technology–Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks–Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, IEEE Std 802.11-2012 (Revision of IEEE Std 802.11-2007), 2012.

  14. Ghorpade S.S., Sankpal S.V. Behaviour of OFDM System using MATLAB Simulation // International Journal of Advanced Computer Research, 2013, vol. 3, issue 2, pp. 67 – 71.

  15. Linglong D., Wang Z., Yang Z. Time-Frequency Training OFDM with High Spectral Efficiency and Reliable Performance in High Speed Environments // IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2012, vol. 30, no. 4, pp. 695 – 707.

  16. Koffman I., Roman V. Broadband wireless access solutions based on OFDM access in IEEE 802.16 // IEEE Communications Magazine, 2002, vol. 40, pp. 96 – 103.

  17. Wang X., Li H., Lin H. A new adaptive OFDM system with preceded cyclic prefix for dynamic cognitive radio communications // IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2011, vol. 29, no. 2, pp. 431 – 442.

  18. Бородин В.В., Петраков А.М., Шевцов В.А. Анализ эффективности передачи данных в сети связи группировки беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2015. № 81. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=57894

  19. Богданов А. С., Шевцов В. А. Определение местоположения и управление в современных сетях подвижной радиосвязи // Труды МАИ. 2010. № 40. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=22874

  20. Богданов А. С., Шевцов В. А. Выбор способа синхронизации в имитационной модели адаптивных алгоритмов определения местоположения и управления // Труды МАИ. 2015. № 84. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=63136


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход