Підвищення ефективності максимальної потужності сигналів NOMA покоління 5G і вище з використанням SLM алгоритму

Автор(и)

  • Н. Гоур Університет JECRC, Джайпур, India
  • Н. Гаур Університет JECRC, Джайпур, India
  • Х. Шарма Університет JECRC, Джайпур, India

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347023050035

Ключові слова:

5G, п’яте покоління, SLM, техніка вибіркового відображення, NOMA, неортогональна система множинного доступу, PAPR, відношення пікового рівня потужності до середнього, BER, рівень бітових помилок

Анотація

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.

PSD для 64 піднесучих

Опубліковано

2023-12-31 — Оновлено 2023-03-26

Як цитувати

Гоур, Н., Гаур, Н., & Шарма, Х. (2023). Підвищення ефективності максимальної потужності сигналів NOMA покоління 5G і вище з використанням SLM алгоритму. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 66(3), 164–173. https://doi.org/10.20535/S0021347023050035

Номер

Розділ

Оригінальні статті