Методи та моделі сучасних видів модуляцій із розширеним спектром у програмно-­керованих системах

DOI: 10.31673/2412-9070.2020.040311

Анотація

Описано основні методи перспективних технологій UF-OFDM, FBMC і GFDM, які є логічним продовженням розвитку OFDM-модуляції. Технологія FBMC має чимало спільного з СР-OFDM та OFDM, які використовують циклічний префікс як захисний сигнал. GFDM є гнучким методом передавання з кількома несучими, який багато в чому схожий із OFDM. UF-OFDM використовує фільтрацію, щоб забезпечити свої унікальні характеристики. Запропоновано аналіз перспектив розвитку стандартів MIMO. Показано, що специфікація MU-MIMO є однією з найбільш значущих технологічних удосконалень MIMO. Специфікація MU-MIMO є розвитком технології MIMO і спробою вирішення проблеми зростаючого обсягу переданих даних у безпроводових мережах. Завдяки їй уся пропускна здатність мережі може бути ефективно використана, а користувачі отримають можливість обміну даними зі швидкістю гігабайт за секунду. Встановлено, що система антенних ланцюжків від чотирьох до чотирьох та трьох користувачів є найбільш продуктивною та ефективною. Розкрито сутність методу зменшення інтервалу спостереження за несучою частотою системою синхронізації демодулятора, заснованому на використанні ковзного ШПФ (sliding FFT), який може бути запропонований під час реалізації зазначених технологій модуляції сигналів.

Ключові слова: UF-OFDM; FBMC; GFDM; MIMO; ковзне ШПФ.

Список використаної літератури
1. Mogensen P., Pajukoski K., Tiirola E. 5G small cell optimized radio design [Електронний ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/269304509_5G_small_cell_optimized_radio_design
2. Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов: второе издание / пер. с англ. Москва: ООО «Бином-Пресс», 2006. 656 с.
3. Кестер У. Проектирование систем цифровой и смешанной обработки сигналов / под ред. Уолта Кестера, пер. с англ. Москва: Техносфера, 2010. 328 с.
4. Галкин В. А. Цифровая мобильная радиосвязь: учеб. пособие для вузов. Москва: Горячая линия-Телеком, 2007. 432 с.
5. Poole I. 5G technology tutorial includes [Електронний ресурс]. URL: http://www.radio-electronics.com
6. Chin W., Zhong F., Haines R. Emerging technologies and research challenges for 5G wireless networks // IEEE Wireless Communication. 2017. vol. 21, №2. Р. 106–112.
7. What will 5G be? / J. Andrews, S. Buzzi, W. Choi [et al.] // IEEE J. Select. Areas Communication. 2017. vol. 32, №6. Р. 1065–1082.
8. Sahin A., G'uvenc I., Arslan H. A survey on multi-carrier communications: Prototype filters, lattice structures, and implementation aspects // IEEE Commun. Surveys Tutorials. 2017. vol. 16, №3. Р. 1312 –1338.
9. Modulation formats and waveforms for 5G net-works: Who will be the heir of OFDM?: An overview of alternative modulation schemes for improved spectral efficiency / P. Banelli, S. Buzzi, G. Colavolpe [et al.] // IEEE Signal Process. Mag. 2017. vol. 31, №6. Р. 80–93.
10. Technical specification 36.212 [Електронний ресурс] // 3GPP. URL: http://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/136200_136299/136212/ 12.02.00_60/ ts_136212v120200p.pdf
11. Matz G., Bolcskei H., Hlawatsch F. Time-Frequency Foundations of Communications // IEEE Signal Processing Mag. 2016. vol. 30. №6. Р. 87–96.
12. GFDM Interference Cancellation for Flexible Cognitive Radio PHY Design / R. Datta, N. Michailow, M. Lentmaier, G Fettweis // IEEE Vehicular Technology Conference. 2016. vol. 29, №4. Р. 50–58.
13. Generalized Frequency Division Multiplexing for 5th Generation Cellular Networks / N. Michailow, M. Matthe, I. Gaspar [et al.] // IEEE Transactions on Communications. 2017. vol. 62, №9. Р. 1102–1108.
14. Physical layer for dynamic spectrum access and cognitive radio [Електронний ресурс]. URL: http://www.ict-phydyas.org
15. Survey of Channel and Radio Propagation Models for Wireless MIMO Systems [Електронний ресурс] / P. Almers, E. Bonek, A. Burr [et al.] // EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking. URL: http://publik.tuwien.ac.at/files/pub-et_13071.pdf
16. Maha Ben Zid. Recent Trends in Multi-user MIMO Communications [Електронний ресурс] // InTech, Chapters published. URL: http://www.intechopen.com/books/recent -trends-in-multi-user-mimo-communications
17. MU-MIMO-революция в Wi-Fi [Електронний ресурс]. URL: http://itbusiness.com.ua /hardnews/1315-mu-mimo-revolyutsiya-v-wi-fi.html
18. Difference between single user MIMO vs Multiuser MIMO [Електронний ресурс]. URL: http://www.rfwireless-world.com/Terminology/single-user-MIMO-vs-multiuser -MIMO.html
19. 802.11ac MU-MIMO: Bridging the MIMO Gap in Wi-Fi [Електронний ресурс] // Qualcomm Atheros IncURL: https://www.qualcomm.com/documents/80211ac-mu-mimo-bridging-mimo-gap-wi-fi
20. D'Amico A., Mengali U., Taponecco L. Cramer-Rao Bound for Clock Drift in UWB Ranging Systems // IEEE Wireless Communication Letters. 2013. №2(6). P. 591–594.
21. Туровський О. Л. Алгоритм оцінки несучої частоти фазомодульованого сигналу супутникової системи зв’язку при передачі даних в безперервному режимі з використанням функції швидкого перетворення Фур’є // Звя’зок. 2020. №2(144). С. 55–61.
22. Estimates of the carrier frequency of the signal received by the satellite communication system in package mode / O. Turovsky, O. Drobyk, A. Makarenko, O. Khokhlyuk // International J. of Advanced Trends in Computer Science and Engineering. 2020. Vol. 9, No 3. P. 3223–3228. URL: https://doi.org/10.30534/ijatcse/2020/115932020.
23. Varga L., Kollar Zs., Horvath P. Recursive Discrete Fourier Transform based SMT receivers for cognitive radio applications: 19th International Conference on Systems, Signals and Image Processing IWSSIP. Apr. 2012. Р. 130–133.
24. Serbes A. Fast and Efficient Sinusoidal Frequency Estimation by Using the DFT Coefficients // IEEE Transactions on Communications. March 2019. vol. 67, no. 3. Р. 2333–2342.