Підвищення ефективності максимальної потужності сигналів NOMA покоління 5G і вище з використанням SLM алгоритму
DOI:
https://doi.org/10.20535/S0021347023050035Ключові слова:
5G, п’яте покоління, SLM, техніка вибіркового відображення, NOMA, неортогональна система множинного доступу, PAPR, відношення пікового рівня потужності до середнього, BER, рівень бітових помилокАнотація
В роботі представлено новий підхід для послаблення шкідливих впливів великого значення відношення пікового рівня потужності до середнього PAPR (Peak-to-Average Power Ratio), притаманних сигналам неортогональної системи множинного доступу NOMA (Non-Orthogonal Multiple Access), при застосуванні техніки вибіркового відображення SLM (Selective Mapping). NOMA — добре відома схема множинного доступу в сучасних системах безпроводового зв’язку, яка сприяє одночасній передачі сигналів багатьох користувачів за допомогою одного частотно-часового ресурсу. Однак система NOMA чутлива до підвищених рівнів PAPR, що викликає погіршення ккд та міжсимвольні перешкоди. Пропонований метод використовує SLM для подолання піків PAPR в сигналах NOMA. Шляхом формування набору різноманітних послідовностей фаз, SLM створю альтернативні варіанти оригінального сигналу NOMA. Тоді фазова послідовність, яка призводить до найнижчого значення PAPR, вибирається для передачі. Ця динамічна адаптація суттєво зменшує піки переданого сигналу і таким чином підвищує ккд, мінімізує спотворення, та зменшу ризик нелінійного підсилення. Проведено моделювання для оцінки ккд процедури, що розробляється. Результати показали значне зниження PAPR в сигналах NOMA у порівнянні з традиційними методами передачі. Крім того, цей метод зберігає якість сигналу та зменшує рівень бітових помилок BER (bit error rate), покращу спектральну густину потужності PSD (power spectral density) та підвищу загальну надійність структури радіомовлення. Ця стаття приводить до висновку про реалістичність інтегрування SLM в існуючі системи на основі NOMA, пропонуючи перспективний шлях для оптимізації ефективності сучасних радіомереж.
Посилання
M. Hosseinzadeh Aghdam, A. A. Sharifi, “PAPR reduction in OFDM systems: An efficient PTS approach based on particle swarm optimization,” ICT Express, vol. 5, no. 3, pp. 178–181, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.icte.2018.10.003.
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.
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.
A. Sahu, T. B. Rehman, K. Pachori, “Hybrid PAPR reduction techniques for 5G system: A survey,” in 2022 IEEE International Conference on Current Development in Engineering and Technology (CCET), 2022, pp. 1–7, doi: https://doi.org/10.1109/CCET56606.2022.10080781.
T. Zhang, Z. Tong, W. Zhang, H. Wang, P. Li, “A novel PAPR reduction scheme based on joint traditional algorithm and machine learning for CO-OFDM systems,” IEEE Photonics Technol. Lett., vol. 35, no. 8, pp. 418–421, 2023, doi: https://doi.org/10.1109/LPT.2022.3233076.
Z. Liu, X. Hu, W. Wang, F. M. Ghannouchi, “A joint PAPR reduction and digital predistortion based on real-valued neural networks for OFDM systems,” IEEE Trans. Broadcast., vol. 68, no. 1, pp. 223–231, 2022, doi: https://doi.org/10.1109/TBC.2021.3132158.
D. Kong, X. Zheng, Y. Yang, Y. Zhang, T. Jiang, “A novel DFT-based scheme for PAPR reduction in FBMC/OQAM systems,” IEEE Wirel. Commun. Lett., vol. 10, no. 1, pp. 161–165, 2021, doi: https://doi.org/10.1109/LWC.2020.3024179.
X. Wang, N. Jin, J. Wei, “A model-driven DL algorithm for PAPR reduction in OFDM system,” IEEE Commun. Lett., vol. 25, no. 7, pp. 2270–2274, 2021, doi: https://doi.org/10.1109/LCOMM.2021.3076605.
S. Prasad, R. Jayabalan, “PAPR reduction in OFDM systems using modified SLM with different phase sequences,” Wirel. Pers. Commun., vol. 110, no. 2, pp. 913–929, 2020, doi: https://doi.org/10.1007/s11277-019-06763-7.
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.
S. Selvin Pradeep Kumar, C. Agees Kumar, R. Jemila Rose, “An efficient SLM technique based on chaotic biogeography-based optimization algorithm for PAPR reduction in GFDM waveform,” Automatika, vol. 64, no. 1, pp. 93–103, 2023, doi: https://doi.org/10.1080/00051144.2022.2106532.
M. Mounir, M. I. Youssef, A. M. Aboshosha, “Low-complexity selective mapping technique for PAPR reduction in downlink power domain OFDM-NOMA,” EURASIP J. Adv. Signal Process., vol. 2023, no. 1, p. 10, 2023, doi: https://doi.org/10.1186/s13634-022-00968-y.
X. Cheng, S. He, K. Qian, X. Wang, “A novel discrete ABC algorithm-based SLM scheme for PAPR reduction in OFDM systems,” in 2022 7th International Conference on Computational Intelligence and Applications (ICCIA), 2022, pp. 200–204, doi: https://doi.org/10.1109/ICCIA55271.2022.9828414.
А. Кумар, Х. Ратор, “Модифицированный метод DSLM для уменьшения PAPR в системах с FBMC,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 8, pp. 496–502, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347019080053.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Вісті вищих учбових закладів. РадіоелектронікаИздатель 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:
- 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.
- 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.
- Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
- 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.
