Способ обработки шума клиппирования для снижения пик-фактора OFDM сигналов и устройство для его реализации Российский патент 2025 года по МПК H04L27/34 H04L27/26 H04L25/08 

Изобретение относится к области беспроводной передачи данных и применяется в передающих устройствах систем OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) с целью оптимизации процесса передачи информации. Основная задача заключается в разработке и внедрении технологий, направленных на снижение помех, улучшение качества сигнала, повышение скорости передачи данных беспроводных коммуникационных систем.

В сфере беспроводной передачи данных технология OFDM находит широкое применение благодаря нескольким преимуществам. К ним относятся высокая спектральная эффективность, способность достигать высоких скоростей передачи данных и повышенная устойчивость к помехам в ситуациях, где присутствует многолучевое распространение сигнала.

Высокий уровень пик-фактора в передаваемых сигналах представляет собой одну из главных проблем, связанных с применением систем OFDM. Этот параметр требует широкого динамического диапазона для усилителя мощности, что может повлечь за собой увеличение стоимости усилителя и его энергопотребления.

При использовании усилителей с ограниченной линейной областью выход из этой области приводит к появлению нелинейных искажений как внутри, так и за пределами полосы сигнала. Поэтому разработка простых и эффективных способов снижения пик-фактра (Peak-to-Average Power Ratio, PAPR) является ключевой для успешного внедрения технологии OFDM в реальных приложениях.

Популярным методом снижения пик-фактора сигнала является метод ограничения и фильтрации (Clipping and Filtering, CAF). Этот метод подробно изучен и описан в работах K. Anoh, C. Tanriover, B. Adebisi, and M. Hammoudeh, "A New Approach to Iterative Clipping and Filtering PAPR Reduction Scheme for OFDM Systems," IEEE Access, vol. 6, pp. 17533-17544, 2018 [1] и S. Gökceli et al., "Novel iterative clipping and error filtering methods for efficient PAPR reduction in 5g and beyond," IEEE Open Journal of the Communications Society, vol. 2, pp. 48-66, 2021 [2].

Метод ограничения и фильтрации является наиболее простым способом снижения пик-фактора в сигналах OFDM, который предполагает установку ограничений на значения сигнала до определенного порогового уровня. Однако этот метод имеет некоторые недостатки, такие как:

- Возникновение внутриполосных искажений и внеполосного излучения. Межканальные помехи или внеполосное излучение увеличивают уровень энергетических потерь, а внутриполосные искажения нарушают ортогональность поднесущих и вызывают внутрисимвольную интерференцию. В результате характеристики сигнала, такие как коэффициент битовых ошибок BER (Bit Error Ratio), коэффициент ошибок модуляции MER (Modulation Error Ratio) и величина вектора ошибки созвездия EVM (Error ector Magnitude) ухудшаются, а помехозащищенность приема уменьшается.

- Внутриполосное искажение увеличивается, а новые пики сигнала превышают установленный уровень ограничения, когда используется фильтр для уменьшения внеполосного излучения. Повторное применение процедур ограничения и фильтрации может помочь снизить эти новые пики, однако внутриполосное искажение в таком случае не только не уменьшается, но и склонно к дальнейшему увеличению. Повторение процедур также приводит к задержке обработки сигналов, что не подходит системам, в которых требуется реальное время.

Метод ограничения и фильтрации в публикации Dang T. H., Tran V. N., Nguyen L. C. “Active Constellation Modification Technique for PAPR Reduction of OFDM Signals” // IEEE Access, 2023 [3] увеличивает эффективность снижения пик-фактора путем ограничения смещения точек созвездия в квадратной области, при этом сохраняет расстояние между точками созвездия, а также исключает внеполосные частотные компоненты и влияние на соседний канал. Применение искажения точек созвездия в квадратной области позволяет уменьшать сложность обработки по сравнению с традиционным методом CAF.

Методы, основанные на перестановке сигналов - селективное отображение (Selective Mapping, SLM) и частичная последовательность передачи (Partial Transmission Sequence, PTS) - направлены на уменьшение пик-фактора OFDM сигнала путем снижения вероятности появления синфазных сигналов. Такие методы исследовались в работах Jawhar Y. A. et al. “A review of partial transmit sequence for PAPR reduction in the OFDM systems” //IEEE Access. - 2019. - vol. 7. - pp. 18021-18041 [4], Prasad S., Jayabalan R. “PAPR reduction in OFDM systems using modified SLM with different phase sequences” //Wireless Personal Communications. - 2020. - vol. 110. - №. 2. - pp. 913-929 [5].

При применении методов SLM и PTS встречаются некоторые проблемы:

- Сложность алгоритмов формирования фазовых последовательностей и их оптимального выбора возрастает с ростом числа поднесущих в символе и символов в кадре OFDM. Это усложняет реализацию методов SLM и PTS, делая их требовательными к ресурсам и сложными для выполнения.

- Дополнительная информация, необходимая для восстановления исходных данных, должна быть передана от передатчика к приемнику. Неправильно полученная или интерпретированная дополнительная информация в приемнике может привести к ошибкам в восстановлении исходных данных, что может существенно влиять на качество и надежность передачи.

- Хотя способы оптимизации PTS в работах Tran V. N. et al. “Optimization of partial transmit sequences scheme for PAPR reduction of OFDM signals” //2020 International Conference Engineering and Telecommunication (En&T). - IEEE, 2020. - pp. 1-5 [6] и Tran V. N., Dang T. H., Vu V. K. “Efficient Implementation of Interleaved Partition-based PTS with Low Complexity” //2021 International Conference Engineering and Telecommunication (En&T). - IEEE, 2021. - pp. 1-5 [7] устраняют перечисленные проблемы, но возникает новая проблема модификации приемника, то есть эти способы предназначены только для конкретного специального применения.

Метод активного расширения созвездия (Active Constellation Enhancement, ACE) был изучен в работах Liu Y., Wang Y., Ai B. “An efficient ACE scheme for PAPR reduction of OFDM signals with high-order constellation” //IEEE Access. - 2019. - vol. 7. - pp. 118322-118332 [8], [3] и W.-L. Lin and F.-S. Tseng, ‘‘Theory and applications of active constellation extension,’’ IEEE Access, vol. 9, pp. 93111-93118, 2021 [9].

Однако при использовании ACE средняя мощность сигнала увеличивается, что приводит к работе усилителя мощности в зоне нелинейности. Метод ACE не применяется при повороте созвездия и также оказывается неэффективным при квадратурной амплитудной модуляции (Quadrature Amplitude Modulation, QAM) высокого порядка.

Метод резервирования поднесущих (Tone Reservation, TR) является более эффективным методом снижения пик-фактора. Этот метод написан в работах Tran V. N. “Hybrid scheme using modified tone reservation and clipping-and-filtering methods for peak-to-average power ratio reduction of OFDM signals” //Signal Processing. - 2019. - vol. 158. - pp. 166-175. [10], Nguyen Q. et al. “Papr reduction for ofdm signals”: заяв. пат. 17483233 США. - 2022 [11].

Принцип метода TR заключается в том, что в процессе формирования сигнала OFDM часть поднесущих выделяются как резервные. Затем сигнал «анти-пик» генерируется на этом наборе резервных поднесущих, что компенсирует потенциальные пики сигнала, сформированного на основных поднесущих.

Хотя метод TR эффективен в снижении пик-фактора сигналов OFDM, он также обладает рядом недостатков, таких как:

- OFDM сигналы подвергаются итеративной обработке, направленной на подавление самого высокого пика в каждой итерации. В общем случае увеличение числа итераций приводит к уменьшению значения пик-фактора OFDM сигнала, однако это сопряжено с увеличением вычислительной сложности и задержкой обработки.

- Добавление резервированных поднесущих приводит к снижению эффективности использования спектра системой и к снижению пропускной способности канала. В работе [11] авторы использовали больше 10% резервных поднесущих и минимально 2 итерации, чтобы достигнуть доспустимой эффективности снижения пик фактора.

Таким образом, перечисленные методы для снижения пик-фактора OFDM сигналов имеют свои недостатки, затрудняющие возможность их практических применений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является гибридный метод ACE и CAF в [3] и гибридный метод TR и CAF в [10].

Технический результат изобретения заключается в увеличении эффективности снижения пик-фактора сигнала OFDM при приемлемом уровне искажений внутри полосы, повышении производительности системы в условиях работы усилителя мощности вблизи своей зоны насыщения, сокращении задержки обработки сигналов и сохранении оптимальной вычислительной сложности алгоритма.

Сущностью изобретения является новый способ и устройство для его реализации.

Указанный технический результат достигается комбинированием трех методов - метода ограничения шума клиппирования, метода резервирования поднесущих и метода активного расширения созвездия. Абсолютное подавление внеполосного излучения, ограничение внутриполосного искажения до допустимого уровня, а также сохранения заданных показателей BER, MER и EVM, установление небольшого коэффициента масштаба с целью сохранения средней мощности сигнала.

В процессе исследования не было найдено решений, аналогичных решению, представленному в изобретении. Следовательно, способ, представленный в настоящем изобретении, соответствует критерию «новизна».

Сущность изобретения поясняется следующими материалами

На фиг. 1 представлена функциональная схема заявляемого устройства.

На фиг. 2 представлена архитектурная схема ограничителя уровня сигнала.

На фиг. 3 представлена архитектурная схема ограничителя шума клиппирования, причем на фиг. 3а представлена схема для обработки действительной части шума клиппирования, а на фиг. 3б - для обработки мнимой части шума клиппирования.

На фиг. 4 представлена архитектурная схема блока обработки резервных поднесущих, причем на фиг. 4а представлена схема для обработки действительной части сигнала, а на фиг. 4б - для обработки мнимой части сигнала.

На фиг. 5 представлена архитектурная схема блока расширения крайних поднесущих, причем на фиг. 5а представлена схема для обработки действительной части точек созвездия, а на фиг. 5б - для обработки мнимой части точек созвездия.

На фиг. 1-5 приняты следующие буквенные обозначения:

S(k) - модулированный сигнал QАМ;

s(n) - необработанный OFDM сигнал до снижения пик-фактора;

c(n) - шум клиппирования;

C(k) - значение усиленного шума клиппирования в частотной области;

А_ш - сигнал подавления пика на выходе ограничителя шума клиппирования;

А_рп - сигнал подавления пика на выходе блока обработки резервных поднесущих;

А_кп - сигнал подавления пика на выходе блока расширения крайних поднесущих;

A - сигнал «анти-пик» в частотной области;

- набор индексов информационных поднесущих;

- набор индексов информационных поднесущих, соответствующих точкам левого края созвездия;

- набор индексов информационных поднесущих, соответствующих точкам правого края созвездия;

- набор индексов информационных поднесущих, соответствующих точкам верхнего края созвездия;

- набор индексов информационных поднесущих, соответствующих точкам нижнего края созвездия;

- набор индексов резервных поднесущих;

a - сигнал «анти-пик» во временной области, a = ОДПФ(A) (ОДПФ - обратное дискретное преобразование Фурье);

s + a - переданный OFDM сигнал;

- уровень клиппирования сигнала;

- действительная и мнимая части входного сигнала;

- фаза входного сигнала;

- действительная и мнимая части шума клиппирования во временной области;

- амплитуда входного сигнала;

- амплитуда шума клиппирования;

- порог ограничения шума клиппирования;

- действительная и мнимая части шума клиппирования в частотной области;

- действительная и мнимая части сигнала подавления пика в частотной области на выходе ограничителя шума клиппирования;

- действительная и мнимая части сигнала подавления пика в частотной области на выходе блока расширения крайних поднесущих;

- действительная и мнимая части сигнала подавления пика в частотной области на выходе блока расширения крайних поднесущих.

Модулированный сигнал QАМ S(k) имеет размер N, в том числе N_act - активные поднесущие, N_d - информационные поднесущие подаются в блок ОДПФ для формирования OFDM сигнала во временной области. Одновременно S(k) поступает в блок выделения необходимых поднесущих для генерации наборов индексов , , , , , .

Блок выделения необходимых поднесущих 2 содержит шесть блоков памяти. Каждый блок памяти хранит один из наборов индексов , , , , , в виде логических значений «1» или «0», имеет размер N бит и занимает малую долю ресурсов ПЛИС. Набор индексов хранит логическое значение «1» по адресам, соответствующими индексам QAM-модулированных информационных несущих, все остальные ячейки памяти в хранят логическое значение «0». Набор хранит логическое значение «1» по адресам, соответствующим индексам QAM-модулированных информационных несущих с отрицательной действительной частью и ее максимальным абсолютным значением. Все остальные ячейки памяти в хранят логическое значение «0». Набор хранит логическое значение «1» по адресам, соответствующим индексам QAM-модулированных информационных несущих с положительной действительной частью и ее максимальным абсолютным значением. Все остальные ячейки памяти в хранят логическое значение «0». Множество хранит логическое значение «1» по адресам, соответствующим индексам QAM-модулированных информационных несущих с отрицательной мнимой частью и ее максимальным абсолютным значением. Набор хранит логическое значение «1» по адресам, соответствующим индексам QAM-модулированных информационных несущих с положительной мнимой частью и ее максимальным абсолютным значением.

Первоначальный OFDM сигнал s(n) с выхода блока 1 поступает в блок памяти 4 для сохранения и в блок ограничителя уровня сигнала 3.

Блок ограничителя уровня сигнала 3 выполняет операцию клиппирования сигнала и вычисления шума клиппирования c(n). Выходным сигналом блока 3 является шум клиппирования. Архитектурная схема блока 3 представлена на фиг. 2. Блок CORDIC translate для расчета значения амплитуды и фазы входного сигнала s = I + jQ. Величина и уровень клиппирования сигнала T_clip подаются в блок вычитателя, в результате чего получается T_clip - , причем сигнал управления коммутатором формируется путем сравнения величины |s| с уровнем клиппирования T_сlip. Результатом операции коммутации является амплитуда шума клиппирования, обозначаемая c(n). Если больше T_clip, то на выходе коммутатора будет c = T_clip - , в противном случае c = 0. На вход CORDIC Rotate подаются c и для создания действительной и мнимой части шума клиппирования ().

Блок дискретного преобразования Фурье 6 преобразует сигнал усиленного шума клиппирования с выхода блока 5 в отсчеты в частотной области С(n). Частотные составляющие с выхода блока 6 подаются на вход блока 7, блока 8, блока 9 для дальнейшей обработки.

Блок ограничителя шума клиппирования 7 ограничивает частотные составляющие шума клиппирования, принадлежащие набору индексов в соотетствии с алгоритмом, показанном на фиг. 3. Алгоритм реализуется на ПЛИС с помощью трех коммутаторов и двух компараторов. Для действительной/мнимой части составляющей, не принадлежащей набору индексов , на выходе этого блока формируется нулевой сигнал, а для действительной/мнимой части составляющей, соответствующей набору индексов , эти части сравнивают с порогом ограничения шума клиппирования . Если значение этих частей больше или меньше -, то на выходе этого блока будет формироваться значение или - соответственно, в противном случае на выход будет передаваться действительная/мнимая части этих составляющих.

Блок обработки резервных поднесущих 8 выделяет частотные составляющие шума клиппирования, пренадлежащие набору индексов .

На фиг. 4 это блок пропускает все составляющие усиленного шума клиппирования с индексами, соответствующими набору индексов , и обнуляет все остальные составляющие, поэтому на ПЛИС блок 8 реализуется с использованием одинаковых коммутаторов для действительной и мнимой части. Нулевой сигнал подается на первый вход, в то время как на второй вход подается действительная/мнимая части C(k). Входным сигналом выбора канала являются биты, считываемые из памяти (k) из блока 2. При значении бита R_tr(k) = 1, частотная составляющая C(k) относится к резервным несущим, поэтому она передается на выход коммутатора, в противном случае на выход коммутатора подается нулевой сигнал.

Блок расширения крайних поднесущих 9 выполняет операции обработки крайних точек созвездия сигнала, принадлежащих наборам индексов , , , . На фиг. 5 представлена аппаратная структура блока 9. На фиг. 5а архитектурная схема для обработки действительной части шума клиппирования состоит из верхней части для обработки правого края сигнального созвездия и нижней части для обработки левого края сигнального созвездия. Верхняя часть позволяет передавать дейстительную часть составляющих элементов, соответствующих набору индексов , в противном случае обнуляет все остальные составляющие, нижняя часть позволяет передавать дейстительную часть составляющих элементов, соответствующих набору индексов , в противном случае обнуляет все остальные составляющие. На фиг. 5б аналогичная архитектурная схема для обработки мнимой части шума клиппирования состоит из верхней части для обработки верхнего края сигнального созвездия и нижней части для обработки нижнего края сигнального созвездия.

Таким образом, блоки 7, 8, 9 обрабатывают шум клиппирования в позициях информационных и резервных (TR) поднесущих, все остальные поднесущие (пилотные, служебные и пр.) остаются без изменения.

Сигналы на выходе блоков 7, 8, 9 суммируются и подаются в блок ОДПФ для преобразования частотных составляющих сигнала в отсчеты временной области или сигнал «анти-пик».

OFDM сигнал, сохраненный первоначально в блок памяти 5, и сигнал «анти-пик» с выхода блока 10 (ОДПФ) суммируются для формирования OFDM сигнала с низким пик-фактором.

Рассмотрим OFDM-системы, в которых в каждом символе с N_act активными поднесущими используется множество N_tr резервных поднесущих с индексным набором . N_d из активных поднесущих с индексным набором предназначены для передачи данных. Пусть C(k) представляет значение шума клиппирования в частотной области, С = ДПФ(Gc), G - коэффициент масштабирования (усиления); a - сигнал «анти-пик», a = ОДПФ(A); s - первоначальный OFDM сигнал, s = ОДПФ(S).

Шум клиппирования на выходе блока ограничителя (см. фиг. 1 и фиг. 2) вычислен по следующей формуле:

, (1)

где, - ограниченный сигнал s(n), полученный таким образом:

(2)

где - уровень клиппирования сигнала, - фаза n-го отсчета .

Сигнал подавления пика на выходе блока ограничителя шума клиппирования (см. фиг. 1 и фиг. 3) определяется следующим образом:

(3)

где С = ДПФ(Gc); G - коэффициент масштабирования (усиления), с - шум клиппирования во временной области.

Сигнал подавления пика на выходе блока расширения крайних поднесущих (см. фиг. 1 и фиг. 5) определяется следующим образом:

(4)

Сигнал подавления пика на выходе блока обработки резервных поднесущих (см. фиг. 1 и фиг. 4) определяется следующим образом:

(5)

Выходной OFDM сигнал с низким пик-фактором представляется суммой первоначального OFDM сигнала и сигнала «анти-пик», полученного путем обратного дискретного преобразования Фурье суммы сигналов подавления пика на выходе блоков 7, 8, 9.

Более подробно этапы предлагаемого способа поясняются следующим алгоритмом:

1. Создать OFDM символ, состояий из модулированных информационных несущих, сформировать и сохранить наборы индексов (k), (k), (k), (k), (k), (k) в 6 блоках памяти блока 2.

2. Вычислить шум клиппирования c, использовать формулу (1).

3. Умножить c на коэффициент масштабирования G.

4. Примените БПФ к Gc, чтобы получить C.

5. Вычислить сигнал подавления пика в частотной области А_ш, А_кп, А_рп с помощью (3), (4), (5).

6. Суммировать сигналы подавления пика для получения сигнал «анти-пик» в частотной области А = А_ш+ А_кп+ А_рп.

7. Применить ОБПФ к А, чтобы получить сигнал «анти-пик» во временной области а.

8. Установить (s+a) в качестве сигнала для передачи.

Эффективность предлагаемого способа заключается в том, что разработанный способ эффективно снижает пик-фактор OFDM сигналов, ограничивает внутриполосное искажение до допустимого уровня путем сохранения расстояния между точками созвездия с минимальными изменениями, подавляет внеполосное излучение, а также сохраняет показатель MER. Эффективность предлагаемого способа определяется тем, что он комбинирует три модифицированных метода - метод ограничения шума клиппирования, метод резервирования поднесущих и метод активного расширения созвездия. В предлагаемом способе не используются итерации, что в результате создает OFDM-систему с низкой вычислительной сложностью и низкой задержкой сигнала.

Для оценки эффективности предлагаемого способа использовалось моделирование в среде Матлаб и реализация на ПЛИС. Были использованы нормированные символы 16-QAM, количество поднесущих N = 8192, доля резервных поднесущих - 1% от общего количества активных поднесущих (в соответствии со стандартом DVB-T2), уровень клиппирования равен 5,3, коэффициент масштабирования G равен 2,7.

Результат предлагаемого способа представлен на фиг. 6. Показаны результаты сравнения с методом-прототипом. Видно, что предлагаемый способ позволяет снизить пик-фактор сигнала с 13,43 дБ до 6,43 дБ, при этом средняя мощность изменяется незначительно.

На фиг. 7 показано сигнальное созвездие после применения предлагаемого способа снижения пик-фактора. Точки созвездия отклоняются от своего исходного положения в пределах заданного ограничения. Предлагаемый способ дает немного расширенные области на месте точек созвездия при сохранении расстояния между точками созвездия с минимальными изменениями. В результате увеличивается возможность снижения пик-фактора при сохранении приемлемых показателей ошибок MER.

На фиг. 8 показаны экспериментальные результаты (OFDM сигнал во временной области) реализации предлагаемого способа на ПЛИС.

Изобретение относится к области беспроводной передачи данных и применяется в передающих устройствах систем OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) с целью оптимизации процесса передачи информации. Техническим результатом изобретения является увеличение эффективности снижения пик-фактора сигнала OFDM при приемлемом уровне искажений внутри полосы, повышение производительности системы в условиях работы усилителя мощности вблизи своей зоны насыщения, сокращение задержки обработки сигналов и сохранение оптимальной вычислительной сложности алгоритма. Способ обработки шума клиппирования для снижения пик фактора OFDM сигналов дополнительно заключается в том, что частотные составляющие с выхода блока дискретного преобразования Фурье (ДПФ) подают на вход блока ограничителя шума клиппирования, блока обработки резервных поднесущих, блока расширения крайних поднесущих для дальнейшей обработки, реализующих три метода снижения пик-фактора сигнала: метод ограничения шума клиппирования, метод резервирования поднесущих и метод активного расширения созвездия для формирования сигнала подавления пиков OFDM сигналов соответственно, суммируют сигналы на выходе блоков ограничителя шума клиппирования, обработки резервных поднесущих и расширения крайних поднесущих и подают в блок обратного дискретного преобразования Фурье (ОДПФ). 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ обработки шума клиппирования для снижения пик-фактора OFDM сигналов, включающий процессы клиппирования и обработки шума клиппирования для снижения пик-фактора OFDM сигналов, отличающийся тем, что сохраняют первоначальный OFDM-сигнал в блоке памяти, передают его на вход блока ограничителя уровня сигнала, преобразуют в отсчеты в частотной области в блоке дискретного преобразования Фурье (ДПФ) сигнал усиленного шума клиппирования, подают частотные составляющие с выхода блока ДПФ на вход блока ограничителя шума клиппирования, блока обработки резервных поднесущих, блока расширения крайних поднесущих для дальнейшей обработки, реализующих три метода снижения пик-фактора сигнала: метод ограничения шума клиппирования, метод резервирования поднесущих и метод активного расширения созвездия для формирования сигнала подавления пиков OFDM сигналов соответственно, суммируют сигналы на выходе блоков ограничителя шума клиппирования, обработки резервных поднесущих и расширения крайних поднесущих, подают в блок обратного дискретного преобразования Фурье (ОДПФ), получают сигнал OFDM для передачи путем суммирования сохраненного в блоке памяти первоначального OFDM-сигнала и сигнала «анти-пик» с выхода блока ОДПФ.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ограничение шума клиппирования осуществляется в квадратной области, сигнал подавления пика по методу ограничения шума клиппирования определяется следующим образом:

где А_ш - сигнал подавления пика на выходе ограничителя шума клиппирования; - набор индексов информационных поднесущих; Т_ш - порог ограничения шума клиппирования; - действительная и мнимая части сигнала подавления пика в частотной области на выходе ограничителя шума клиппирования.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделяют часть поднесущих как резервные, сигнал подавления пика по методу резервирования поднесущих определяется следующим образом:

где А_рп - сигнал подавления пика на выходе блока обработки резервных поднесущих; - набор индексов резервных поднесущих.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расширяют крайние точки созвездия при сохранении минимальных изменений расстояния между точками созвездия, сигнал подавления пика по методу активного расширения созвездия определяется следующим образом:

где А_кп - сигнал подавления пика на выходе блока расширения крайних поднесущих; - набор индексов информационных поднесущих, соответствующих точкам левого края созвездия; - набор индексов информационных поднесущих, соответстующих точкам правого края созвездия; - набор индексов информационных поднесущих, соответствующих точкам верхнего края созвездия; - набор индексов информационных поднесущих, соответствующих точкам нижнего края созвездия; - действительная и мнимая части сигнала подавления пика в частотной области на выходе блока расширения крайних поднесущих.

5. Устройство снижения пик-фактора OFDM сигналов, реализующее способ обработки шума клиппирования для снижения пик-фактора OFDM сигналов по п. 1, представляющее собой устройство реализации методов ограничения и фильтрации, содержащее ограничитель уровня сигнала и фильтр с помощью пары ДПФ/ОДПФ, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок памяти для сохранения первоначального OFDM-сигнала, блок ограничителя шума клиппирования, блок обработки резервных поднесущих и блок расширения крайних поднесущих, выполненные с возможностью обработки частотных составляющих с выхода блока ДПФ с использованием трех методов снижения пик-фактора сигнала: метода ограничения шума клиппирования, метода резервирования поднесущих и метода активного расширения созвездия для формирования сигнала подавления пиков OFDM сигналов соответственно, при этом блок ДПФ выполнен с возможностью преобразования сигнала усиленного шума клиппирования в отсчеты в частотной области, а блок ОДПФ выполнен с возможностью преобразования частотных составляющих суммы сигналов с выходов блоков ограничителя шума клиппирования, обработки резервных поднесущих и расширения крайних поднесущих в сигнал «анти-пик», суммированием которого с первоначальным OFDM-сигналом, сохраненным в блоке памяти, получают сигнал OFDM для передачи.