Асимптотичні характеристики багатоканальних систем доступу з ортогональною фільтрацією

DOI: 10.31673/2412-9070.2022.024045

Анотація

Розглянуто цифрові схеми модуляції, в яких використовується певна кількість ортогональних підносійних з еквідистантним розташуванням (так звана технологія OFDM). Як науково-технічне підґрунтя проблеми взято теорію радіотехнічних кіл та сигналів. Проаналізовано спектри дискретних сигналів, досліджено вплив порушень умов теореми Котельникова та асимптотику похибок відновлення вихідних неперервних сигналів. Розроблено методи формування складених сигналів із довільним частотним рознесенням підносійних. Показано, що при узгодженні величини частотного зсуву базисних функцій розкладання в ряд та ширини спектра основної та бічних пелюсток у спектрі вихідного сигналу можна розраховувати на мінімальний вплив взаємних завад та міжсимвольної інтерференції складеного сигналу. Встановлено, що метод ортогонального частотного мультиплексування каналів (OFDM) дає змогу значно підвищити пропускну здатність системи безпроводового зв'язку. Крім того, у разі динамічної зміни навантаження в безпроводових мережах мінімізується вплив частотних колізій та збільшення рівня внутрішньосистемних завад. Графічний аналіз результатів розкладання в ряд за квазіортогональною системою базисних функцій свідчить, що похибки відновлення вихідних сигналів можуть досягати неприйнятних значень. Установлено також, що в разі розкладання в неортогональний ряд із більшою кількістю членів ситуація з відновленням вихідних сигналів стає трохи придатнішою, але ніяких гарантій монотонного покращення ситуації з похибками відновлення не можна дати в принципі. Ця проблема потребує додаткових досліджень аналітичного характеру.

Ключові слова: технологія OFDM; теорія радіотехнічних кіл та сигналів; теорема Котельникова; похибки відновлення вихідних неперервних сигналів.

Список використаної літератури
1. Chang R. W. Synthesis of Band-Limited Orthogonal Signals for Multichannel Data Transmission // BSTJ, 1966. Р. 1775–1796.
2. Ballal B. R., Chadha A., Satam N. Orthogonal Frequency Division Multiplexing and its Applications // International Journal of Science and Research (IJSR), India Online. January 2013. Vol. 2, Issue 1. www.ijsr.net
3. Lowery A. J. Spectrally efficient optical orthogonal frequency division multiplexing. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2020. 378(2169).
4. Advanced Antenna Systems for 5G Network Deployments: Bridging the Gap Between Theory and Practice / H. Asplund, D. Astely, P. von Butovitsch [et al.]. 2020. 740 p.
5. Kavehrad M., Sakib Chowdhury M. I., Zhou Zhou. Short Range Optical Wireless Theory and Applications // Publisher: Wiley, 2016. 288 p.
6. Kavehrad M., Sakib Chowdhury M. I., Zhou Zhou. Ch. 6 Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) for Indoor Optical Wireless Communications. Publisher: Wiley, 2016.
7. Dogukan A. T., Basar E. Orthogonal frequency division multiplexing with power distribution index modulation // Electronics Letters, 15th October 2020. Vol. 56, No. 21. P. 1156–1159.
8. Caputo A. C. Digital Video Surveillance and Security Butterworth-Heinemann, 2-nd Ed., 2014. 440 p.
9. Orthogonal Frequency Division Multiplexing Techniques Comparison for Underwater Optical Wireless Communication Systems / J. Lian, Y. Gao, P. Wu, D. Lian // Sensors 2019. 19, 160. P. 1–19.
10. Wireless MEMS Networks and Applications / Deepak Uttamchandani (Ed.) - Woodhead Publishing, The Officers’ Mess Business Centre, Royston Road, Duxford, CB22 4QH, United Kingdom, 2017 Elsevier Ltd. 267 p