Исследование помехоустойчивости каналов связи с уплотнением по мощности | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 2 ноября, печатный экземпляр отправим 6 ноября.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №18 (204) май 2018 г.

Дата публикации: 07.05.2018

Статья просмотрена: 91 раз

Библиографическое описание:

Сарыпбеков С. С., Крюков Я. В. Исследование помехоустойчивости каналов связи с уплотнением по мощности // Молодой ученый. — 2018. — №18. — С. 88-92. — URL https://moluch.ru/archive/204/50122/ (дата обращения: 23.10.2019).



В методе неортогонального множественного доступа с разделением каналов по мощности PD-NOMA используется мощностной домен для разделения пользовательских каналов, которые при этом физически размещаются в едином частотно-временном ресурсе [1, с.1].

При неортогональном мультиплексировании помехой является смесь АБГШ и сигналов соседних каналов (системная помеха). Вывод общего аналитического выражения для расчета пропускной способности PD-NOMA каналов является невыполнимой задачей из-за отличия характеристик помехоустойчивости сигнально-кодовых конструкций. Поэтому, для упрощения, при расчете используется два допущения: 1) системная помеха мощностью P от соседних каналов представлена в виде нормальной помехи N идентичной мощностью; 2) паразитный канал демодулируется и компенсируется безошибочно. [2, с.30–100]. Соответственно, результат расчета является грубым и не позволяет получить точной расчет помехоустойчивости канала связи PD-NOMA. Для получения более точных результатов характеристик каналов связи при использовании конкретной сигнально-кодовой конструкции используется моделирование. Целью настоящей работы является сравнение помехоустойчивости, полученной в результате расчета и моделирования.

В многоканальной системе из K каналов с разделением по мощности PD (Power Division), одновременно использующих единую полосу частот F при известных парциальных мощностях в каналах p1…pK пропускная способность k-го канала определяется:

(1)

В каналах 1 ≤ k < K сумма парциальных мощностей Σpi каналов i < k является системной помехой для k-го канала, а в последнем K-ом канале при полном устранении системной помехи искажения вносит только АБГШ мощностью NK. Поэтому, выражение (1) справедливо в случае полного устранения системной помехи каналов верхнего уровня при (последовательной подавление помех) SIC-демодуляции [3, с.283]. На рисунке 1 представлена зависимость пропускной способности двух каналов PD-NOMA при безошибочной передачи данных от отношения сигнал/шум (SNR) для канала верхнего уровня (UE1) и канала нижнего уровня (UE2) при безошибочной демодуляции и компенсации канала верхнего уровня в дальнейшем (идеальный случай).

Рис. 1. Зависимость SINR(R) при безошибочной демодуляции и компенсации канала верхнего уровня

Условия моделирования приближены к условиям практической эксплуатации. В качестве помехи выступает канал нижнего уровня. Структурная схема модели приведена на рисунке 1.

Рис. 2. Структурная схема модели

В качестве примера приведен результат моделирования для случая, когда для передачи данных в канале верхнего уровня UE1 используется QPSK-модуляция с парциальной мощностью каждого символа p1 = 0,95 Вт, а в канале нижнего уровня UE2 — QAM-16 с мощностью p2 = 0,05 Вт. Общая мощность P транспортного сигнала составляет P = 1 Вт. Характеристика помехоустойчивости измеряется для вероятности битовой ошибки 10–3. Пропускная способность первого абонента составляет 2 бит/с, а второго — 4 бит/с. На рисунке 3 представлена зависимость BER(SNR) для первого (UE1) и второго (UE2) абонентских каналов.

Рис. 3. Зависимость BER(SINR) при парциальных мощностях 0.95 и 0.05 Вт.

Используя второе допущение, были рассчитаны значения помехоустойчивости при BER = 10–3 используемых сигнально-кодовых конструкций (BPSK, QPSK, QAM-16), представленные в таблице 1.

Таблица 1

Результаты расчета

Пропускная способность

Отношение сигнал\шум, дБ

R, Бит/символ

UE1

UE2

R = 1

10.3

22.8

R = 2

13.5

25.5

R = 4

27

33

Значения отношения сигнал/шум для различной пропускной способности в каналах верхнего и нижнего уровней из таблицы 1, показывают какую помехоустойчивость ожидается получить при моделировании. На рисунке 4 приведена зависимость помехоустойчивости обоих каналов от различных пропускных способностей для идеальной сигнально-кодовой конструкции и безошибочной передачи данных (где на рисунке UE1 и UE2) и для используемой сигнально-кодовой конструкции с вероятностью битовой ошибки 10–3 (где на рисунке (UE1) и (UE2)).

Рис. 4. Зависимость пропускной способности каналов от отношения сигнал/шум с вероятностью битовой ошибкой 10–3

Для сравнения рассчитанной и полученной при моделировании помехоустойчивости в таблице 2 приведены результаты моделирования для идентичных сигнально-кодовых конструкций при парциальных мощностях P = 0,95 для первого и P = 0,05 для второго каналов.

Таблица 2

Результаты моделирования

Скорость

Отношение сигнал\шум, дБ

R, Бит/символ

UE1

UE2

R = 1

12

23

R = 2

11.5

28

R = 4

26

30

На рисунках 5 и 6 показаны точки, построенные по значениям из таблиц 1 и 2, где точки X представляют результат расчета, а (X) — результат моделирования для UE1 и UE2 соответственно.

Рис. 5. Помехоустойчивость для канала верхнего уровня UE1

Рис. 6. Помехоустойчивость для канала нижнего уровня UE2

Величина ΔSINR показывает разницу помехоустойчивости каналов между расчетом и моделированием. Например, при скорости передачи R = 2 бит/симв., значение ΔSINR = 2 дБ, для канала верхнего уровня и ΔSINR = 2.5 дБ для канала нижнего уровня.

Таким образом, показано, что по теореме Шеннона можно грубо оценить помехоустойчивость в каналах PD-NPOMA. При этом, среднее различие между результатами расчета и моделирования составляет 2 дБ. Поэтому, для более точной оценки помехоустойчивости каналов связи PD-NOMA с использованием конкретной сигнально-кодовой конструкции требуется проводить моделирование при различных соотношениях парциальных мощностей.

Литература:

  1. Benjebbour A. Concept and practical considerations of non-orthogonal multiple access (NOMA) for future radio access / A. Benjebbour, Y. Saito, Y. Kishiyama, A. Li, A. Harada, T. Nakamura // Proc. Int. Symp. Intelligent Signal Process. Commun. Syst. (ISPACS). — 2013. — PP. 770–774.
  2. Крюков Я. В. Формирование и обработка сигналов моноканальных систем связи с разделением каналов по мощности // ТУСУР. 2017. С. 31–100.
  3. D. Tse, P. Viswanath, Fundamentals of Wireless Communication // Cambridge. — The UK: Cambridge University Press. — 2005.
Основные термины (генерируются автоматически): PD-NOMA, канал, верхний уровень, нижний уровень, BER, результат расчета, SINR, SNR, результат моделирования, битовая ошибка.


Похожие статьи

Расчет ожидаемых убытков и создание провизии согласно Базель II

На основе Базельских рекомендации банки второго уровня имеют возможность создавать

LGD измеряется как сумма убытков, возникающих в результате дефолта, в процентах от EAD.

Разница в расчетах по этим портфелям заключается лишь в вероятности дефолта (PD)...

Моделирование дальности действия и пропускной способности...

Приводятся результаты моделтрования. Ключевые слова: компьютерное моделирование, мобильные

Таблица 2. Параметры моделей для расчета дальности действия.

На рисунке 3 представлена зависимость BER(SNR) для первого (UE1) и второго (UE2) абонентских каналов.

Эквалайзирование канала данных системы LTE... | Молодой ученый

Результатом моделирования является график зависимости вероятности битовой ошибки (BERbit error rate) от отношения сигнал/шум (SNR) для каждой из видов модуляции и для разных моделей каналов, приведенный на рис. 2...

Алгоритм интервального оценивания параметров нелинейных...

Для получения среднеквадратичных ошибок параметров положить Fi = 1/m = 0.5.

Цифры на рисунке: 1 — исходная модель, 2 — линеаризованная модель; 3 — уровень σ2 (Fi

Верность результата поиска точечных МНК-оценок подтверждается расчетами по Гауссу-Зайделю.

Проектирование участка сети с использованием технологии SDH

Обычно разделение ресурсов производится на уровне административных блоков AU, поэтому

сеть, в горизонте пяти лет, после этого произведен расчёт количества каналов Е1, а так же

6,47. Выводы. В результате проведенной работы было осуществлено проектирование...

Оценивание параметра задержки, не управляемое решениями

...программа, позволяющая моделировать динамические системы на уровне структурных и

Полученный QPSK сигнал мы можем увидеть по результатам моделирования на

Основные термины (генерируются автоматически): QPSK, QAM, BER, диапазон, частотный диапазон...

Сравнительный анализ гидроакустических модемов

В качестве примера приведен результат моделирования для случая, когда для передачи данных в канале верхнего уровня UE1 используется QPSK-модуляция с. На рисунке 3 представлена зависимость BER(SNR) для первого (UE1) и второго (UE2) абонентских каналов.

Обзор современных моделей оценки зрелости управления...

В свою очередь, чтобы достичь уровня лучших практик, организация должна иметь набор определённых «возможностей», а каждаявозможность в свою очередь может быть описана одним или более результатом и показателем состояния (KPI).Уровень зрелости организации...

Методы обнаружения первичных пользователей в когнитивных...

Вероятность корректного обнаружения первичных пользователей Pd и вероятность ложной тревоги Рf

Сигнал считается распознанным если принятый уровень энергии больше чем заданное

Анализ результатов моделирования представляется как определение площади...

Похожие статьи

Расчет ожидаемых убытков и создание провизии согласно Базель II

На основе Базельских рекомендации банки второго уровня имеют возможность создавать

LGD измеряется как сумма убытков, возникающих в результате дефолта, в процентах от EAD.

Разница в расчетах по этим портфелям заключается лишь в вероятности дефолта (PD)...

Моделирование дальности действия и пропускной способности...

Приводятся результаты моделтрования. Ключевые слова: компьютерное моделирование, мобильные

Таблица 2. Параметры моделей для расчета дальности действия.

На рисунке 3 представлена зависимость BER(SNR) для первого (UE1) и второго (UE2) абонентских каналов.

Эквалайзирование канала данных системы LTE... | Молодой ученый

Результатом моделирования является график зависимости вероятности битовой ошибки (BERbit error rate) от отношения сигнал/шум (SNR) для каждой из видов модуляции и для разных моделей каналов, приведенный на рис. 2...

Алгоритм интервального оценивания параметров нелинейных...

Для получения среднеквадратичных ошибок параметров положить Fi = 1/m = 0.5.

Цифры на рисунке: 1 — исходная модель, 2 — линеаризованная модель; 3 — уровень σ2 (Fi

Верность результата поиска точечных МНК-оценок подтверждается расчетами по Гауссу-Зайделю.

Проектирование участка сети с использованием технологии SDH

Обычно разделение ресурсов производится на уровне административных блоков AU, поэтому

сеть, в горизонте пяти лет, после этого произведен расчёт количества каналов Е1, а так же

6,47. Выводы. В результате проведенной работы было осуществлено проектирование...

Оценивание параметра задержки, не управляемое решениями

...программа, позволяющая моделировать динамические системы на уровне структурных и

Полученный QPSK сигнал мы можем увидеть по результатам моделирования на

Основные термины (генерируются автоматически): QPSK, QAM, BER, диапазон, частотный диапазон...

Сравнительный анализ гидроакустических модемов

В качестве примера приведен результат моделирования для случая, когда для передачи данных в канале верхнего уровня UE1 используется QPSK-модуляция с. На рисунке 3 представлена зависимость BER(SNR) для первого (UE1) и второго (UE2) абонентских каналов.

Обзор современных моделей оценки зрелости управления...

В свою очередь, чтобы достичь уровня лучших практик, организация должна иметь набор определённых «возможностей», а каждаявозможность в свою очередь может быть описана одним или более результатом и показателем состояния (KPI).Уровень зрелости организации...

Методы обнаружения первичных пользователей в когнитивных...

Вероятность корректного обнаружения первичных пользователей Pd и вероятность ложной тревоги Рf

Сигнал считается распознанным если принятый уровень энергии больше чем заданное

Анализ результатов моделирования представляется как определение площади...

Задать вопрос