Coding technique of out-of-band power reduction of multicarrier CDMA and OFDM systems

Abstract

In this paper, we introduce a method for out-of-band power reduction of multicarrier (MC) communication systems. Recent years MC systems possess a dominated role in wireless access owing to the ability to achieve high data rates and simultaneously high robustness to multipath and fading. Despite all advantages, MC transmission produces an essential out- of-band (OOB) interference. The OOB radiation leads to the wastage of scarce spectral resources and severe threats to adjacent wireless channels. We propose a novel technique for reducing OOB radiations in Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) and MC Code Division Multiple Access (MC-CDMA) systems. To reduce the OOB emissions in the MC-CDMA system, we propose an analytical criterion for spectrum efficiency estimation as well as a low complexity algebraic algorithm for the proper waveform selection. The structure of selected waveform provides suppression for radiation outside the signal necessary bandwidth. Being implemented in the OFDM system, the proposed algorithm is used for the calculation of phases of cancellation carriers suppressing most powerful OOB sidelobes in a transmitted signal. In the final part of the article we consider an example of a simple precoding procedure for OFDM systems reducing the OOB power by 10 dB or more at the cost of the insignificant decrease of the information data rate. У цій статті ми пропонуємо метод кодування для зниження рівня позасмугових випромінювань у комунікаційних системах із сигналами з багатьма носіями. Останнім часом системи з багатьма носіями домінують у бездротовому доступі завдяки їхній здатності досягати високих швидкостей пересилання інформації водночас із високою стійкістю до багатопроменевості та згасання. Незважаючи на ці переваги, системи з багатьма носіями продукують значний рівень позасмугових випромінювань. Позасмугове випромінювання веде до марнування небагатих спектральних ресурсів і серйозних загроз для суміжних бездротових каналів. Ми пропонуємо новий метод для зниження позасмугового випромінювання для систем із технологією мультиплексування з ортогональним частотним розділенням (OFDM) та технологією мультидоступу при розділенні коду багатьма носіями (MC-CDMA). Для зниження поза смугового випромінювання у MC-CDMA системах ми пропонуємо аналітичний критерій оцінки ефективності використання спектру, а також простий алгебричний алгоритм для правильного підбору форми сигналу. Структура обраної форми сигналу забезпечує тамування випромінювання за межами необхідної смуги пропускання сигналу. При застосуванні в системі OFDM запропонований алгоритм використовується для розрахунку фази при компенсації носіїв, затамовуючи найпотужніші побічні максимум позасмугового випромінювання передаваного сигналу. У заключній частині статті ми розглянули приклад простої процедури попереднього кодування для системи OFDM, що зменшує потужність поза смугового випромінювання на 10 дБ та більше за рахунок незначного зниження швидкості пересилання інформації.