Signal and Data Processing
پردازش علائم و دادهها
JSDP
Engineering & Technology
http://jsdp.rcisp.ac.ir
1
admin
2538-4201
2538-421X
10.52547/jsdp
1
8888
fa
jalali
1401
6
1
gregorian
2022
9
1
19
2
online
1
fulltext
fa
افزایش کارایی سیستمهای مدولاسیون چندحاملی OFDM با تکنیک کاهش PAPR در ارسال دنباله جزئی با استفاده از الگوریتم بهینهسازی انتخابات
Increasing the Performance of OFDM Systems by PAPR Reduction in PTS Technique using Election Optimization Algorithm
مقالات پردازش دادههای رقمی
Paper
پژوهشي
Research
<div style="text-align: justify;"><span style="font-size:12pt"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">مدولاسیون چندحاملی تسهیم با تقسیم فرکانسی متعامد (</span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">OFDM</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">) یک فناوری سودمند در ارتباطات بیسیم است که امکان ارسال اطلاعات با نرخ بالا را در کانالهای محوشونده چندمسیری فراهم میسازد. در سیستمهای </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">OFDM</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">، برای مدولاسیون سمبلها از تعداد زیادی زیرحامل استفاده که موجب میشود، سیگنال ارسالی در حوزه زمان تغییرات دینامیکی زیادی داشته باشد که موجب بروز </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">PAPR</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> میشود. در این پژوهش، از روش ارسال دنباله جزئی (</span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">PTS</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">) برای کاهش </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">PAPR</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> در سیستمهای </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">OFDM</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> استفاده شده است. یکی از مشکلات اساسی روش </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">PTS</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">، پیچیدگی محاسباتی بسیار بالای آن است؛ زیرا این روش نیازمند یک جستجوی جامع بین تمام ترکیبات ممکنِ فاکتورهای فاز است. پیچیدگی محاسباتی نیز با افزایش تعداد فاکتورهای فاز و زیربلوکها افزایش مییابد. در این پژوهش، برای غلبه بر مسأله پیچیدگی محاسباتی روش </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">PTS</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">، روش بهینهسازی مبتنی بر الگوریتم انتخابات (</span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">EA</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">) بهبود یافته پیشنهاد میشود که بهاختصار </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">EA-PTS</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> نامیده میشود. الگوریتم پیشنهادی </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">EA-PTS</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> با جستجوی فاکتورهای فاز بهینه، پیچیدگی محاسباتی کمتری را به سیستم تحمیل کرده و مقدار </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">PAPR</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> را به میزان قابل قبولی کاهش میدهد. روش پیشنهادی</span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">EA-PTS</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> با روشهای </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">PTS</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> بهینه (</span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">O-PTS</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:">)، روش </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">GA-PTS</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> و </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">ICA-PTS</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> مقایسه شده است. نتایج آزمایشها نشان میدهند که روش </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">EA-PTS</span></span></b><b><span style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> کارایی بهتری در کاهش همزمان </span></span></b><b><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times="">PAPR</span></span></b><b><span lang="FA" style="font-size:10.0pt"><span b="" nazanin="" style="font-family:"> و پیچیدگی محاسباتی دارد.</span></span></b></span></span></span></span></div>
<div style="text-align: justify;"><span style="font-size:12pt"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span style="font-size:10.0pt"><span bold="" new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="color:black">Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is a useful technology in wireless communications that provides high-rate data transmission in multipath fading channels. The advantages of OFDM systems are the high spectral efficiency and strong resistance to frequency selective fading. In OFDM systems, a large number of sub-carriers are used to modulate the symbols causing the time-domain OFDM signal to have a large dynamic range, or a high peak-to-average power ratio (PAPR). When the signals are applied to a nonlinear power amplifier, the OFDM systems’ performance is degraded by the high PAPR. In recent years, several works have been done to reduce the PAPR of OFDM systems. One of the most well-known methods is a partial transmit sequence (PTS). Regardless of the PTS advantages, it suffers from a high computational complexity. Because it requires an exhaustive search over all possible combinations of phase factors. The computational complexity of the PTS increases with increasing the number of phase factors and sub-blocks. There are several approaches to overcome the computation complexity issue of the PTS technique. The majority of these methods mainly employed swarm intelligence and evolutionary optimization algorithms to resolve the PTS shortcoming. These methods report encouraging results, however, their performance is far from the ideal state. This highlights that improving the performance of PTS is an open problem and there is room for more improvement. As an element of research, we propose an optimization approach based on the election algorithm (EA) to overcome the computational complexity of the PTS technique. To realize this goal, we improve the EA algorithm by introducing a new version of positive advertisements operator. The new operator efficiently improves the search capability of the EA through balancing between the exploration and exploitation power of the algorithm. The proposed EA based PTS (EA-PTS) approach, by searching the optimal phase factors, imposes less computational complexity on the system and reduces the PAPR to an acceptable level. The proposed method is compared with the optimal PTS (O-PTS), genetic algorithm-based PTS (GA-PTS) and imperialism competition algorithm based PTS (ICA-PTS) techniques. Simulation results show that the proposed EA-PTS has better performance in simultaneously reducing the PAPR and computational complexity.</span></span></span></b></span></span></div>
مدولاسیون چندحاملی OFDM, کاهش PAPR, ارسال دنباله جزئی (PTS), الگوریتم انتخابات (EA), الگوریتم EA-PTS
OFDM, PAPR, Partial Transmit Sequence (PTS), Election Algorithm (EA), EA-PTS
13
26
http://jsdp.rcisp.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1963-1&slc_lang=fa&sid=1
Abbas Ali
Sharifi
عباسعلی
شریفی
sharifi@ubonab.ac.ir
100319475328460011203
100319475328460011203
Yes
University of Bonab
دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی برق، دانشگاه بناب
Hojjat
Emami
حجت
امامی
emami@ubonab.ac.ir
100319475328460011202
100319475328460011202
No
University of Bonab
دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه بناب