Эффективный подход к оцениванию и компенсации сдвига несущей частоты в системе OFDMA для восходящего канала мобильного WiMAX

Автор(и)

  • М. Лакшманан Инженерно-технологический колледж Галготиаса, India https://orcid.org/0000-0002-1924-3112
  • Парта Шарати Малик VIT университет, India
  • Лакшманан Нитянандан Инженерный колледж в Пондичерри, India
  • М. С. Кришна Компания "Virtusa Consulting Services Limited", India

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347019120057

Ключові слова:

мобильный WiMAX, канал восходящей связи, синхронизация, сдвиг несущей частоты, CFO, OFDMA, множественный доступ с ортогональным частотным разделением, оценивание, компенсация

Анотація

Синхронизация представляет собой сложную задачу для восходящего канала системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) для мобильного варианта технологии WiMAX, поскольку отдельные пользователи имеют различные значения сдвига несущей частоты CFO (Carrier Frequency Offset). Синхронизация начинается с оценки CFO и последующей компенсации остаточного CFO, присутствующего в принятом сигнале. В статье рассмотрены различные методы во временной и частотной областях для компенсации влияния CFO на принятый сигнал при использовании различных методов оценивания. Простой метод многопользовательской компенсации помех во временной области SIMUIC (SImple time domain MultiUser Interference Cancellation) работает во временной области. Он осуществляет задержку при компенсации CFO в процессе синхронизации последнего пользователя. Метод последовательной компенсация помех на основе декорреляции DC-SC (Decorrelation Successive Interference Cancellation) и метод объединенной оценки и компенсации IEC (Integrated Estimation and Compensation) работают в частотной области и предназначены для компенсации CFO. Эти подходы являются более сложными для компенсации межсетевых помех ICI (Inter-Carrier Interference). В работе предложена новая эффективная методика компенсации CFO в частотной области, пригодная для различных методов оценивания. Эта методика представляет собой модифицированный вариант метода IEC, предназначенный для уменьшения влияния CFO на принимаемый сигнал при меньшем объеме вычислений. Результаты моделирования показали, что модифицированный метод IEC дает лучшие результаты по сравнению с методами компенсации SIMUIC, DC-SC и IEC при использовании различных методов оценивания.

Посилання

IEEE standard for Local Area Metropolitan Area Networks, Part 16: Air interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems - Amendment for Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands, IEEE Std. 802.16e, 2008. DOI: https://doi.org/10.1109/IEEESTD.2006.99107.

Barbarossa, S.; Pompili, M.; Giannakis, G. “Channel-independent synchronization of orthogonal frequency division multiple access systems,” IEEE J. Selected Areas Commun., v.20, n.2, p.474, 2002. DOI: https://doi.org/10.1109/49.983375.

Gonzalez-Bayon, J.; Carreras, C.; Edfors, O. “A multistandard frequency offset synchronization scheme for 802.11n, 802.16d, LTE, and DVB-T/H systems,” J. Computer Systems, Networks Commun., v.2010, Article ID 628657, p.1, 2010. DOI: https://doi.org/10.1155/2010/628657.

Morelli, M.; Kuo, C.-C.J.; Pun, M.-O. “Synchronization techniques for orthogonal frequency division multiple access (OFDMA): A tutorial review,” Proc. IEEE, v.95, n.7, p.1394, 2007. DOI: https://doi.org/10.1109/JPROC.2007.897979.

Cao, Z.; Tureli, U.; Yao, Y.-D.; Honan, P. “Frequency synchronization for generalized OFDMA uplink,” Proc. of IEEE Global Telecommunications Conf., 29 Nov.-3 Dec. 2004, Dallas, USA. IEEE, 2004, v.2, p.1071-1075. DOI: https://doi.org/10.1109/GLOCOM.2004.1378122.

González-Bayón, Javier; Fernández-Herrero, Angel; Carreras, Carlos. “Improved schemes for tracking residual frequency offset in DVB-T systems,” IEEE Trans. Consumer Electronics, v.56, n.2, p.415, 2010. DOI: https://doi.org/10.1109/TCE.2010.5505948.

Speth, Michael; Fechtel, Stefan; Fock, Gunnar; Meyr, Heinrich. “Optimum receiver design for OFDM-based broadband transmission. II. A case study,” IEEE Trans. Commun., v.49, n.4, p.571, 2001. DOI: https://doi.org/10.1109/26.917759.

Gonzalez-Bayon, Javier; Fernandez-Herrero, Angel; Carreras, Carlos. “A reduced complexity scheme for carrier frequency synchronization in uplink 802.16e OFDMA,” EURASIP J. Advances Signal Processing, v.218, p.1, 2012. DOI: https://doi.org/10.1186/1687-6180-2012-218.

Sun, P.; Zhang, L. “Low complexity pilot aided frequency synchronization for OFDMA uplink transmission,” IEEE Trans. Wireless Commun., v.8, n.7, p.3758, 2009. DOI: https://doi.org/10.1109/TWC.2009.081005.

You, Y.-H.; Lee, K.-T.; Kang, S.-J. “Pilot-aided frequency offset tracking scheme for OFDM-Based DVB-T,” IEEE Trans. Consum. Electron., v.54, n.3, p.1053, 2008. DOI: https://doi.org/10.1109/TCE.2008.4637587.

Fechtel, S.A. “OFDM carrier and sampling frequency synchronization and its performance on stationary and mobile channels,” IEEE Trans. Consum. Electron., v.46, n.3, p.438, 2000. DOI: https://doi.org/10.1109/30.883390.

Yucek, T.; Arslan, H. “Carrier frequency offset compensation with successive cancellation in uplink OFDMA systems,” IEEE Trans. Wireless Commun., v.6, n.10, p.3546, 2007. DOI: https://doi.org/10.1109/TWC.2007.060273.

Huang, M.; Chen, X.; Zhou, S.; Wang, J. “Iterative ICI cancellation algorithm for uplink OFDMA system with carrier-frequency offset,” Proc. of IEEE Veh. Technol. Conf., 28 Sept. 2005, Dallas, USA. IEEE, 2005, v.3, p.1613-1617. DOI: https://doi.org/10.1109/VETECF.2005.1558214.

Huang, D.; Letaief, K.B. “An interference-cancellation scheme for carrier frequency offsets correction in OFDMA systems,” IEEE Trans. Commun., v.53, n.7, p.1155, 2005. DOI: https://doi.org/10.1109/TCOMM.2005.851558.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-12-25

Як цитувати

Лакшманан, М., Малик, П. Ш., Нитянандан, Л., & Кришна, М. С. (2019). Эффективный подход к оцениванию и компенсации сдвига несущей частоты в системе OFDMA для восходящего канала мобильного WiMAX. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 62(12), 759–771. https://doi.org/10.20535/S0021347019120057

Номер

Том 62 № 12 (2019)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.