Сравнение пре-эквализации с методом резервации тона Опции

[lennen]

Недавно на одной конференции ученый заявлял, что он не видит преимуществ метода резервации тона и активно доказывает полное превосходство метода предварительной эквализации.

Напомню суть задачи: характеристика усилителя нелинейна. Если передавать большие амплитуды - они обрежутся. Но большой разброс амплитуд - значит маленькие значения будут усилены очень слабо. И, казалось бы, идеальный вариант - знать, а какие усилитель дает искажения? Ведь если известна передаточная функция усилителя, можно предварительно ее скомпенсировать...

Но тут возникает 2 очень важных вопроса: 1) а от модели усилителя это же будет зависеть? То есть пре-эквализация требует точного рассчета передаточной функции усилителя. 2) передаточная функция усилителя обладает коэффициентом усиления как минимум раз в 10. А насколько реально тогда скомпенсировать это в сигнале на входе.

Вернемся к методу резервации тона, ученые лаборатории XLIM активно заявляют, что метод резервации тона лучший. Необходимо лишь вычислить такой спектр OFDM-сигнала, чтобы его пик-фактор во временной области был минимален, используя при этом нулевые частоты по сторонам от OFDM-спектра. Однако, если мы используем защитную полосу, разделяющую эфир, то мы получаем внеполосное излучение. Вот это ученому с конференции жутко не нравилось, хотя внеполосное излучение не превышает норм IEEE.

Большое но метода резервации тона - быстродействие - ведь нужно вычислять оптимальный спектр, при котором пик-фактор будет минимален. Это нужно делать отдельно для каждого OFDM-символа.

Так вот, подумал я немного о пользе резервации тона - усилили мы сигнал, а затем аналоговым фильтром обрезали внеполосные излучения. Сложно? Я пришел к выводу, что реально ученый зря понтовался, методы достойны друг друга. Но это сугубо мое мнение, которое я только что аргументировал.

Я хочу услышать ваши мнения и предложения по этому поводу. Не знаете, кто-нибудь вообще делал сравнение метода резервации тона и преэквализации? Существует ли комбинированный метод?

[Corner]

Метод компенсации искажений малоэффективен. Невозможно скомпенсировать ограничение мощности, поскольку происходит перемешивание сложного спектра внутри самого себя. А вот добавлять в ОФДМ дополнительные компенсирующие гармоники очень эффективно. Плюс от уменьшения пик факторы больше, чем минус от потерь на дополнительные поднесущие. А вот самый эффективный метод-делать отдельный усилитель на каждую поднесущую и складывать через направленный ответвитель. Не надо себя ограничивать в методах слушая ограниченных ученых. Каждый из них копает свою узкую тему и не видит ей альтернативы.

[Grizzzly]

А вот самый эффективный метод-делать отдельный усилитель на каждую поднесущую и складывать через направленный ответвитель.

+1. Вполне возможно, что к этому когда-нибудь придут. С точки зрения теории для обеспечения максимальной пропускной способности канала сигнал должен обладать гауссовым распределением уровней. С пик-фактором все сразу ясно. Поэтому в каком-нибудь 6G стандарте что-нибудь подобное с усилителями сделают.

[KPiter]

А вот самый эффективный метод-делать отдельный усилитель на каждую поднесущую и складывать через направленный ответвитель.

Хорошо, допустим, получилось выдать в эфир неискаженный сигнал. В аддитивном канале распространения сигнал приобретет некий пик-фактор. И что делать на приемной стороне, когда большое значение пик-фактора повлияет на работу входных цепей (блокирование, инертность АРУ)? Или влияние этого всего мало по сравнению, к примеру, с многолучевостью?

[Fat Robot]

Обязательно. Как только научаться суммировать без потерь.

+1. Вполне возможно, что к этому когда-нибудь придут. С точки зрения теории для обеспечения максимальной пропускной способности канала сигнал должен обладать гауссовым распределением уровней. С пик-фактором все сразу ясно. Поэтому в каком-нибудь 6G стандарте что-нибудь подобное с усилителями сделают.

[Grizzzly]

Обязательно. Как только научаться суммировать без потерь.

Конечно, потери будут. Посмотрел статью, для 128 усилителей не все так фатально. Для LTE в 10 раз больше. Надо считать и сравнивать, будет ли выгода.

[Corner]

Хорошо, допустим, получилось выдать в эфир неискаженный сигнал. В аддитивном канале распространения сигнал приобретет некий пик-фактор. И что делать на приемной стороне, когда большое значение пик-фактора повлияет на работу входных цепей (блокирование, инертность АРУ)? Или влияние этого всего мало по сравнению, к примеру, с многолучевостью?

Обычно, сигнал с исходно большим пик фактором, после канала с задержками имеет меньший пик фактор. И наоборот, сигнал с низким пик фактором, после канала с задержками, получает дополнительную пиковость. Фактически, что в канал с задержками не суй, пик фактор на выходе стремится к какому то значению, которое зависит только от самой характеристики канала.
И, уж если не хочется иметь такой высокий пик фактор, проще использовать двухуровневую схему модуляции. Не толкайте ОФДМ сразу в радиоканал. Промодулируйте им несущую по фазе или частоте. Требования к пик фактору уменьшатся в разы.

[Fat Robot]

Спасибо за статью. В ней, если вы посмотрите внимательно, на все усилители в итоге подается одинаковый входной сигнал, поэтому выходные сигналы после усилителей складываются конструктивно.

Это совершенно не так в случае с OFDM, когда мы полагаем отдельный усилитель на каждую поднесущую или на группу поднесущих. В теории можно применить схемы суммирования с рекуперацией, но от практического применения это далеко.

Конечно, потери будут. Посмотрел статью, для 128 усилителей не все так фатально. Для LTE в 10 раз больше. Надо считать и сравнивать, будет ли выгода.

[andyp]

Так вот, подумал я немного о пользе резервации тона - усилили мы сигнал, а затем аналоговым фильтром обрезали внеполосные излучения. Сложно?

Сложно ли? Да нет, какие вопросы. Это же очень просто - отрезать на радиочастоте от сигнала соседние поднесущие. Даже удивительно, почему же так уже много лет не делают. Если Вы думали на эту тему, то легко можете прикинуть порядок такого аналогового фильтра и оценить его реализуемость на практике. Для меня, например, даже идея отдельно сформировать внеполосные поднесущие и вычесть их на радиочастоте с требуемым уровнем точности звучит менее фантастически.

[lennen]

Очень интересные комментарии, но прямо в настоящий момент мне захотелось узнать, какие сейчас хорошие статьи вы знаете по сравнению метода резервации тона с методом предэквализации? Потому что пока я предполагаю, что данное сравнение не проводилось. Если же я не ошибаюсь, то какие хорошие статьи по методу резервации тона и по методу пре-эквализации Вам известны? Давайте парочку постов посвятим этой теме.

[lennen]

Сложно ли? Да нет, какие вопросы. Это же очень просто - отрезать на радиочастоте от сигнала соседние поднесущие. Даже удивительно, почему же так уже много лет не делают. Если Вы думали на эту тему, то легко можете прикинуть порядок такого аналогового фильтра и оценить его реализуемость на практике. Для меня, например, даже идея отдельно сформировать внеполосные поднесущие и вычесть их на радиочастоте с требуемым уровнем точности звучит менее фантастически.

C этим понял, спасибо. Но тут есть интересная возможность - мы же можем использовать для метода резервации тона не те частоты, которые находятся вплотную к спектру OFDM, а те, которые далеко. Я легко это могу смоделировать, у нас получается низкий пик-фактор, а затем аналоговым фильтром можно обрезать... А вот это же реально? Если да, то я так понимаю, что это действительно возможность модернизировать метод резервации тона? Или так уже делают?

[andyp]

C этим понял, спасибо. Но тут есть интересная возможность - мы же можем использовать для метода резервации тона не те частоты, которые находятся вплотную к спектру OFDM, а те, которые далеко. Я легко это могу смоделировать, у нас получается низкий пик-фактор, а затем аналоговым фильтром можно обрезать... А вот это же реально? Если да, то я так понимаю, что это действительно возможность модернизировать метод резервации тона? Или так уже делают?

Никогда не задумывались, почему фильтр на выходе передатчика часто называют гармониковым? Потому, что он фильтрует гармоники несущей частоты. Ну т.е. вещаете Вы на 2.4 ГГц, вот он 4.8, 7.2 и т.п. и фильтрует. На сколько нужно отодвинуть компенсирующий сигнал от основного спектра, чтобы он был подавлен таким аналоговым фильтром и насколько широкополосным должен быть усилитель мощности, чтобы его усиливать с тем же коэффициентом усиления, что и основной сигнал?

Я вообще-то писал про то, что любой разумный сдвиг компенсирующего сигнала будет ничтожен по отношению к величине несущей частоты и потребуется физически нереализуемый аналоговый фильтр, чтобы выполнить требования по спектр-маске того, что излучается.

[KalashKS]

Даже при использовании предыскажений сигнала его неплохо бы ограничить по амплитуде, иначе с пик-фактором OFDM-сигнала его пики уходят далеко в ограничение и уже никаким предыскажением невосстановимы. Одновременно ограниченный сигнал гораздо чуже переносит нелинейность, и его неплохо бы предысказить.
На уровне ощущений, при сколь-либо существенном удалении компенсирующего сигнала от основного пик-фактор нормально уменьшить не получится, т.к. пики компенсирующего сигнала будут слишком узкими.
И еще. Вы пишете про размещение компенсирующего сигнала по краям полосы основного. Варианты с его размещением внутри этой полосы не рассматривали? Например, как в стандарте DVB-T2.

Сообщение отредактировал KalashKS - Jun 1 2016, 08:51

[lennen]

KalashKS, внутри полосы можно, но что это даст? Насчет гармоникового фильтра просто не очень понял. У него же полоса все-равно есть, например, 100 МГц реально сделать, нет? Тогда, если полоса сигнала, который нужно излучить в эфир, - 20 МГц, то нужно просто сгенерировать корректирующие поднесущие на частотах по бокам от центральной частоты меньше -50 МГц и больше +50 Мгц. Насколько это нереально?

[KalashKS]

KalashKS, внутри полосы можно, но что это даст?

Например, компенсирующий сигнал с меньшей мощностью. Погуглите на тему оптимального расположения резервных несущих.
Для затравки http://ccl.snu.ac.kr/papers/journal_int/journal2008_05.pdf

Сообщение отредактировал KalashKS - Jun 2 2016, 08:40