Зменшення відношення пікової до середньої потужності за допомогою алгоритму компандування для NOMA сигналу

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347023040039

Ключові слова:

NOMA, неортогональна система множинного доступу, PAPR, відношення пікового рівня потужності до середнього, BER, коефіцієнт бітових помилок

Анотація

Майбутні системи бездротового зв’язку можуть підтримувати величезну кількість з’єднань і підвищити ефективність використання спектра завдяки використанню підходу неортогонального множинного доступу NOMA (non-orthogonal multiple access). Однак високі рівні відношення пікової до середньої потужності PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) можуть негативно впливати на NOMA, що призводить до зниження продуктивності системи та ускладнення підсилювачів потужності. У цьому дослідженні пропонується зменшити PAPR в NOMA, використовуючи методи компандування для 512, 256 і 64 піднесучих з метою вирішення цієї проблеми. Висока пікова потужність сигналів NOMA може бути ефективно стиснута за допомогою нелінійних методів компандування, таких як ущільнення за μ-законом і A-законом, що зменшує спотворення і покращує загальну надійність системи. Для оцінки ефективності запропонованих методів компандування використано моделювання, результати якого свідчать про значне зменшення PAPR, що забезпечує підвищення ефективності коефіцієнта бітових помилок BER (Bit Error Rate) та стійкості передачі в системах зв’язку на основі NOMA. Запропонований метод порівнюється з традиційними A-законом (C-A-law) та μ-законом (C-μ-law).

Посилання

A. Kumar, N. Gour, H. Sharma, R. Pareek, “A hybrid technique for the PAPR reduction of NOMA waveform,” Int. J. Commun. Syst., vol. 36, no. 4, 2023, doi: https://doi.org/10.1002/dac.5412.

P. Pandey, R. Tripathi, “Performance analysis of peak-to-average power ratio (PAPR) reduction techniques in an OFDM system,” in 2012 Third International Conference on Computer and Communication Technology, 2012, pp. 245–249, doi: https://doi.org/10.1109/ICCCT.2012.57.

A. Kumar et al., “Reducing PAPR with low complexity filtered NOMA using novel algorithm,” Sustainability, vol. 14, no. 15, p. 9631, 2022, doi: https://doi.org/10.3390/su14159631.

M. S. A. Khan, K. Rao, S. Amuru, K. Kuchi, “Low PAPR reference signal transceiver design for 3GPP 5G NR uplink,” EURASIP J. Wirel. Commun. Netw., vol. 2020, no. 1, p. 182, 2020, doi: https://doi.org/10.1186/s13638-020-01787-1.

А. Кумар, “Уменьшение PAPR системы FBMC гибридным и k-гибридным методами,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 10, pp. 593–601, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347019100029.

M.-J. Hao, C.-P. Liaw, “A companding technique for PAPR reduction of OFDM systems,” in 2006 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communications, 2006, pp. 634–637, doi: https://doi.org/10.1109/ISPACS.2006.364736.

Y. Li, W. Deng, “A novel piecewise nonlinear companding transform for PAPR reduction in GFDM,” in 2018 10th International Conference on Wireless Communications and Signal Processing (WCSP), 2018, pp. 1–5, doi: https://doi.org/10.1109/WCSP.2018.8555932.

M. Hu, Y. Li, W. Wang, H. Zhang, “A piecewise linear companding transform for PAPR reduction of OFDM signals with companding distortion mitigation,” IEEE Trans. Broadcast., vol. 60, no. 3, pp. 532–539, 2014, doi: https://doi.org/10.1109/TBC.2014.2339531.

A. Hasan, M. Zeeshan, M. A. Mumtaz, M. W. Khan, “PAPR reduction of FBMC-OQAM using A-law and Mu-law companding,” in 2018 ELEKTRO, 2018, pp. 1–4, doi: https://doi.org/10.1109/ELEKTRO.2018.8398246.

A. Kumar, M. Gupta, “A comprehensive study of PAPR reduction techniques: design of DSLM-CT joint reduction technique for advanced waveform,” Soft Comput., vol. 24, no. 16, pp. 11893–11907, 2020, doi: https://doi.org/10.1007/s00500-020-05086-1.

A. Kumar, H. Rathore, “Reduction of PAPR in FBMC system using different reduction techniques,” J. Opt. Commun., vol. 42, no. 2, pp. 303–309, 2021, doi: https://doi.org/10.1515/joc-2018-0071.

Z. T. Ibraheem, K. K. Ahmed, Y. Fazea, M. Madi, F. Mohammed, A. Q. Ali, “Boosted PTS method with Mu-law companding techniques for PAPR reduction in OFDM systems,” Wirel. Pers. Commun., vol. 124, no. 1, pp. 423–436, 2022, doi: https://doi.org/10.1007/s11277-021-09366-3.

E. Singh, M. Arif, “Novel companding technique for PAPR reduction in OFDM system,” in International Conference on Recent Advances and Innovations in Engineering (ICRAIE-2014), 2014, pp. 1–5, doi: https://doi.org/10.1109/ICRAIE.2014.6909240.

A. Kumar, N. Gaur, “Enhancement of spectral access of optical OFDM system using cognitive radio,” J. Opt. Commun., 2023, doi: https://doi.org/10.1515/joc-2023-0188.

Аналіз PAPR з 512 піднесучими

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-04-27

Як цитувати

Кумар, А., & Гаур, Н. (2023). Зменшення відношення пікової до середньої потужності за допомогою алгоритму компандування для NOMA сигналу. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 66(4), 236–241. https://doi.org/10.20535/S0021347023040039

Номер

Том 66 № 4 (2023)

Розділ

Короткі повідомлення

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

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.