OF-FSE: Una Ecualización Adaptativa Eficiente para Sistemas de Modulación UAV Basados en QAM
Autores: Zhang, Luyao; Wang, Zhongyong; Zheng, Guhan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
OF-FSE: Una Ecualización Adaptativa Eficiente para Sistemas de Modulación UAV Basados en QAM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Modulación de amplitud en cuadratura
Comunicaciones de UAV
Ecualización espaciada fraccionalmente
Desplazamiento de frecuencia portadora
Algoritmo de ecualización ciega de multi-módulo
Algoritmo de ecualización ciega dirigida por decisión
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La modulación por amplitud en cuadratura (QAM) es uno de los componentes esenciales de las comunicaciones de vehículos aéreos no tripulados (UAV). Sin embargo, la precisión de la señal de salida de QAM se deteriora drásticamente e incluso colapsa en el caso de UAV en un entorno de canal adverso. Esto se debe a que la ecualización espaciada fraccional basada en el algoritmo de ecualización ciega de multi-módulos se implementa antes de la sincronización de portadora en los sistemas de modulación de UAV basados en QAM. El desplazamiento de frecuencia de portadora de la señal del canal adverso contribuye así al rendimiento significativamente degradado de MMA al sufrir la ecualización espaciada fraccional. Por lo tanto, en este documento, se propone por primera vez una nueva arquitectura de ecualización espaciada fraccional con retroalimentación de desplazamiento para UAVs para eliminar el desplazamiento de frecuencia de portadora. En esta arquitectura, el desplazamiento de frecuencia de portadora permite la estimación e incorporación en la señal de entrada de la ecualización espaciada fraccional para compensar el desplazamiento. Además, se presenta un nuevo algoritmo dirigido por decisión de multi-módulos para la nueva arquitectura con el fin de mejorar aún más la precisión de la señal recibida de los UAV. Permite la optimización adaptativa del proceso de convergencia de acuerdo con el entorno dinámico de comunicación de UAV empleando el algoritmo de ecualización ciega de multi-módulos y el algoritmo de ecualización ciega dirigida por decisión (MDD). Los resultados de simulación demuestran la efectividad del marco OF-FSE para permitir la operación de los sistemas de modulación de UAV basados en QAM en escenarios de canal adverso. Además, también se confirma el rendimiento del nuevo algoritmo MDD presentado en comparación con enfoques de referencia.
Descripción
La modulación por amplitud en cuadratura (QAM) es uno de los componentes esenciales de las comunicaciones de vehículos aéreos no tripulados (UAV). Sin embargo, la precisión de la señal de salida de QAM se deteriora drásticamente e incluso colapsa en el caso de UAV en un entorno de canal adverso. Esto se debe a que la ecualización espaciada fraccional basada en el algoritmo de ecualización ciega de multi-módulos se implementa antes de la sincronización de portadora en los sistemas de modulación de UAV basados en QAM. El desplazamiento de frecuencia de portadora de la señal del canal adverso contribuye así al rendimiento significativamente degradado de MMA al sufrir la ecualización espaciada fraccional. Por lo tanto, en este documento, se propone por primera vez una nueva arquitectura de ecualización espaciada fraccional con retroalimentación de desplazamiento para UAVs para eliminar el desplazamiento de frecuencia de portadora. En esta arquitectura, el desplazamiento de frecuencia de portadora permite la estimación e incorporación en la señal de entrada de la ecualización espaciada fraccional para compensar el desplazamiento. Además, se presenta un nuevo algoritmo dirigido por decisión de multi-módulos para la nueva arquitectura con el fin de mejorar aún más la precisión de la señal recibida de los UAV. Permite la optimización adaptativa del proceso de convergencia de acuerdo con el entorno dinámico de comunicación de UAV empleando el algoritmo de ecualización ciega de multi-módulos y el algoritmo de ecualización ciega dirigida por decisión (MDD). Los resultados de simulación demuestran la efectividad del marco OF-FSE para permitir la operación de los sistemas de modulación de UAV basados en QAM en escenarios de canal adverso. Además, también se confirma el rendimiento del nuevo algoritmo MDD presentado en comparación con enfoques de referencia.