📄Работа №215340
Тема: Способы понижения отношения пиковой мощности к средней мощности цифрового сигнала
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
информационные системы
Объем:
66 листов
Год:
2022
Просмотров:
5
4365
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Отношение пиковой мощности к средней мощности сигнала (PAPR) 8
1.1 Метод расчета и значение для техники параметра PAPR 8
1.2 Обзор существующих методов снижения пик-фактора 11
2 Методы формирования канальных сигналов с ортогональным частотным
уплотнением 14
2.1 Генерирование сигналов с ортогональным частотным уплотнением 14
2.2 Генерирование оптимальных канальных сигналов с частотным уплотнением 23
3 Создание программно-алгоритмической поддержки для моделей различного
вида ортогонального частотного уплотнения для расчета PAPR 29
3.1 Алгоритм формирования собственных векторов 29
3.2 Расчет PAPR различных видов сигналов 31
3.3 Сравнение значения PAPR для OFDM-сигналов и на базисе собственных векторов 34
3.4 Сравнение значения PAPR для сигналов на базисе собственных векторов с
амплитудным ограничением и без него 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Отношение пиковой мощности к средней мощности сигнала (PAPR) 8
1.1 Метод расчета и значение для техники параметра PAPR 8
1.2 Обзор существующих методов снижения пик-фактора 11
2 Методы формирования канальных сигналов с ортогональным частотным
уплотнением 14
2.1 Генерирование сигналов с ортогональным частотным уплотнением 14
2.2 Генерирование оптимальных канальных сигналов с частотным уплотнением 23
3 Создание программно-алгоритмической поддержки для моделей различного
вида ортогонального частотного уплотнения для расчета PAPR 29
3.1 Алгоритм формирования собственных векторов 29
3.2 Расчет PAPR различных видов сигналов 31
3.3 Сравнение значения PAPR для OFDM-сигналов и на базисе собственных векторов 34
3.4 Сравнение значения PAPR для сигналов на базисе собственных векторов с
амплитудным ограничением и без него 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ
📖 Введение
Современная беспроводная связь сталкивается с проблемами пропускной способности в беспроводных сетях передачи данных. Требования к пропускной способности неуклонно растут, а вместе с ними растут и требования к производительности системы. Беспроводные широкополосные сети используют сигналы с ортогональным мультиплексированием частоты, что обеспечивает высокую помеху приема при интерстициальных помехах. Эти многочастотные сигналы часто используются в цифровых системах передачи данных, таких как WiFi, WiMAX и т.д. [1, 2, 3] В то же время частотный диапазон по-прежнему ограничен, эта проблема наиболее ярко выражена в Российской Федерации. Таким образом, развитие беспроводных широкополосных сетей происходит в направлении повышения скорости передачи данных и повышения спектральной эффективности и повышения требований к качеству связи.
Беспроводные широкополосные сети, которые применяют сигналы с ортогональным частотным мультиплексированием (OFDM) [3, 4], используют основные методы манипуляции (фазовая и многопозиционная фазовая, амплитудно-фазовая и т. д.). Применение таких методов манипуляции предполагает структуру сигнала, когда на каждой частоте поднесущей используется прямоугольная форма вещественной огибающей. Практическая эксплуатация известных методов манипулирования удобна тем, что при генерации OFDM сигналов можно использовать обратное быстрое преобразование Фурье. [4, 5] В приемном устройстве реализуется алгоритм быстрого преобразования Фурье и осуществляется согласованная обработка сообщений. Это, тем самым, обеспечивает почти потенциальную помехоустойчивость приема сигнала.
Усилители мощности (УМ) – это основные компоненты в современных системах беспроводной передачи информации. Они служат для генерации уровня мощности сигнала, необходимого для преодоления пути между передатчиком и приемником. В идеальном случае усилители должны иметь линейную характеристику. Однако на практике все усилители имеют нелинейные участки характеристик, при прохождении сигнала через которые генерируются нелинейные искажения (комбинационные составляющие), которым особенно подвержены сигналы с переменной огибающей.
Одной из причин, почему нелинейности усилителя необходимо серьезно рассматривать являются высокие пики мощности OFDM сигнала, что иногда делает использование усилителя не эффективным. Поэтому важно рассматривать параметр отношения пиковой мощности сигнала к его средней мощности на интервале передачи, который называется PAPR (Peak-to-Average Power Ratio). Чем меньше значение PAPR, тем эффективнее передатчик расходует проводимую к нему электрическую энергию (имеет более высокий коэффициент полезного действия (КПД) и тем меньше происходит искажение сигнала.
Данная выпускная квалификационная работа посвящена исследованию методов понижения отношения пиковой мощности к средней мощности различных видов цифровых сигналов в системах связи. В первом разделе рассматривается понятие PAPR, методы вычисления этого параметра и основные методы его снижения. Второй раздел включает в себя анализ методов формирования канальных сигналов с ортогональным частотным уплотнением. В третьем разделе представлен алгоритм формирования собственных векторов и расчета значения PAPR для различных сигналов с частотным уплотнением, продемонстрированных в предыдущем разделе. Помимо алгоритма в завершающем разделе представлены сравнительные графики и выводы при моделировании различных цифровых сигналов.
Беспроводные широкополосные сети, которые применяют сигналы с ортогональным частотным мультиплексированием (OFDM) [3, 4], используют основные методы манипуляции (фазовая и многопозиционная фазовая, амплитудно-фазовая и т. д.). Применение таких методов манипуляции предполагает структуру сигнала, когда на каждой частоте поднесущей используется прямоугольная форма вещественной огибающей. Практическая эксплуатация известных методов манипулирования удобна тем, что при генерации OFDM сигналов можно использовать обратное быстрое преобразование Фурье. [4, 5] В приемном устройстве реализуется алгоритм быстрого преобразования Фурье и осуществляется согласованная обработка сообщений. Это, тем самым, обеспечивает почти потенциальную помехоустойчивость приема сигнала.
Усилители мощности (УМ) – это основные компоненты в современных системах беспроводной передачи информации. Они служат для генерации уровня мощности сигнала, необходимого для преодоления пути между передатчиком и приемником. В идеальном случае усилители должны иметь линейную характеристику. Однако на практике все усилители имеют нелинейные участки характеристик, при прохождении сигнала через которые генерируются нелинейные искажения (комбинационные составляющие), которым особенно подвержены сигналы с переменной огибающей.
Одной из причин, почему нелинейности усилителя необходимо серьезно рассматривать являются высокие пики мощности OFDM сигнала, что иногда делает использование усилителя не эффективным. Поэтому важно рассматривать параметр отношения пиковой мощности сигнала к его средней мощности на интервале передачи, который называется PAPR (Peak-to-Average Power Ratio). Чем меньше значение PAPR, тем эффективнее передатчик расходует проводимую к нему электрическую энергию (имеет более высокий коэффициент полезного действия (КПД) и тем меньше происходит искажение сигнала.
Данная выпускная квалификационная работа посвящена исследованию методов понижения отношения пиковой мощности к средней мощности различных видов цифровых сигналов в системах связи. В первом разделе рассматривается понятие PAPR, методы вычисления этого параметра и основные методы его снижения. Второй раздел включает в себя анализ методов формирования канальных сигналов с ортогональным частотным уплотнением. В третьем разделе представлен алгоритм формирования собственных векторов и расчета значения PAPR для различных сигналов с частотным уплотнением, продемонстрированных в предыдущем разделе. Помимо алгоритма в завершающем разделе представлены сравнительные графики и выводы при моделировании различных цифровых сигналов.
✅ Заключение
Подводя итог проделанной работы, можно сказать, что ее цель, заключающаяся в исследовании методов понижения отношения пиковой мощности к средней мощности различных видов цифровых сигналов в системах связи достигнута. Все поставленные задачи решены полностью.
В первом разделе работы представлены сведения о важном параметре сигналов как PAPR. Описаны методы расчета и значение для техники этого параметра. Центральное место в этом разделе отведено обзору существующих методов снижения пик-фактора сигнала.
Во втором разделе выпускной квалификационной работы магистра рассматриваются методы формирования канальных сигналов с ортогональным частотным уплотнением.
В третьем разделе проводилась разработка программно-алгоритмической поддержки для моделей различного вида ортогонального частотного уплотнения для расчета PAPR. Были проведены эксперименты на основе сравнения значения PAPR для OFDM сигналов и на базисе собственных векторов. По полученным результатам сигнал на основе собственных векторов субполосных матриц имеет меньшее значение PAPR при одинаковой скорости формирования сигнала.
Второй этап вычислительных экспериментов был посвящен исследованию и сравнительному анализу метода амплитудного ограничения сигнала. При амплитудном ограничении базиса параметр PAPR увеличивается, при этом падает ортогональность, в следствии чего снижается помехоустойчивость. Итоговый сигнал имеет наименьшее значение PAPR, но при этом содержит высокую вероятность ошибки при передаче сигнала.
Учитывая вышеизложенное, можно сказать, что метод ограничения амплитуды не является лучшим способом уменьшения параметра PAPR для сигналов на основе собственных векторов субполосной матрицы.
В первом разделе работы представлены сведения о важном параметре сигналов как PAPR. Описаны методы расчета и значение для техники этого параметра. Центральное место в этом разделе отведено обзору существующих методов снижения пик-фактора сигнала.
Во втором разделе выпускной квалификационной работы магистра рассматриваются методы формирования канальных сигналов с ортогональным частотным уплотнением.
В третьем разделе проводилась разработка программно-алгоритмической поддержки для моделей различного вида ортогонального частотного уплотнения для расчета PAPR. Были проведены эксперименты на основе сравнения значения PAPR для OFDM сигналов и на базисе собственных векторов. По полученным результатам сигнал на основе собственных векторов субполосных матриц имеет меньшее значение PAPR при одинаковой скорости формирования сигнала.
Второй этап вычислительных экспериментов был посвящен исследованию и сравнительному анализу метода амплитудного ограничения сигнала. При амплитудном ограничении базиса параметр PAPR увеличивается, при этом падает ортогональность, в следствии чего снижается помехоустойчивость. Итоговый сигнал имеет наименьшее значение PAPR, но при этом содержит высокую вероятность ошибки при передаче сигнала.
Учитывая вышеизложенное, можно сказать, что метод ограничения амплитуды не является лучшим способом уменьшения параметра PAPR для сигналов на основе собственных векторов субполосной матрицы.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.