Propiedades espectrales del ruido de recorte
Autores: Frömming, Alexander; Häring, Lars; Czylwik, Andreas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Propiedades espectrales del ruido de recorte
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Desventaja
Técnica de modulación multicarrier
Multiplexación por división de frecuencia ortogonal
PAPR
Recorte de señal
Teorema de Bussgang
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Una desventaja seria de cualquier técnica de modulación multicarrier como la multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) es su alta relación de potencia pico a promedio (PAPR) que podría provocar recorte de señal en varios escenarios. Para maximizar la tasa de datos transmitidos, es importante tener en cuenta esta distorsión no lineal. El enfoque más común se basa en el teorema de Bussgang, que divide la distorsión en una parte correlacionada, representada por un factor de amortiguación lineal, y ruido aditivo no correlacionado. Sin embargo, hay dos aspectos que no son considerados correctamente por el teorema de Bussgang. En primer lugar, el ruido de recorte muestra un espectro de potencia dependiente de la frecuencia que depende de la probabilidad de recorte. En segundo lugar, parte de la potencia del ruido de recorte se encuentra fuera del ancho de banda de transmisión, por lo que no influye en la calidad de la transmisión. En este trabajo, se revisa en detalle el teorema de Bussgang y se aproxima la densidad espectral de potencia exacta del ruido de recorte no correlacionado para determinar la relación de potencia señal-ruido en cada subportadora por separado. Aunque se muestra que la dependencia de la frecuencia dentro del ancho de banda de transmisión es relativamente pequeña, al menos el 36% de la potencia de ruido no correlacionado, dependiendo del nivel de recorte, se encuentra fuera del ancho de banda de transmisión. Las simulaciones de Monte Carlo validan que una expresión simple para la densidad espectral de potencia permite calcular la probabilidad de error de símbolo de un sistema de transmisión OFDM que sufre de recorte. Además, el resultado recién encontrado se puede utilizar para optimizar tablas de asignación de bits en algoritmos de carga de bits o para calcular la capacidad del canal.
Descripción
Una desventaja seria de cualquier técnica de modulación multicarrier como la multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) es su alta relación de potencia pico a promedio (PAPR) que podría provocar recorte de señal en varios escenarios. Para maximizar la tasa de datos transmitidos, es importante tener en cuenta esta distorsión no lineal. El enfoque más común se basa en el teorema de Bussgang, que divide la distorsión en una parte correlacionada, representada por un factor de amortiguación lineal, y ruido aditivo no correlacionado. Sin embargo, hay dos aspectos que no son considerados correctamente por el teorema de Bussgang. En primer lugar, el ruido de recorte muestra un espectro de potencia dependiente de la frecuencia que depende de la probabilidad de recorte. En segundo lugar, parte de la potencia del ruido de recorte se encuentra fuera del ancho de banda de transmisión, por lo que no influye en la calidad de la transmisión. En este trabajo, se revisa en detalle el teorema de Bussgang y se aproxima la densidad espectral de potencia exacta del ruido de recorte no correlacionado para determinar la relación de potencia señal-ruido en cada subportadora por separado. Aunque se muestra que la dependencia de la frecuencia dentro del ancho de banda de transmisión es relativamente pequeña, al menos el 36% de la potencia de ruido no correlacionado, dependiendo del nivel de recorte, se encuentra fuera del ancho de banda de transmisión. Las simulaciones de Monte Carlo validan que una expresión simple para la densidad espectral de potencia permite calcular la probabilidad de error de símbolo de un sistema de transmisión OFDM que sufre de recorte. Además, el resultado recién encontrado se puede utilizar para optimizar tablas de asignación de bits en algoritmos de carga de bits o para calcular la capacidad del canal.