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factor de cresta

El factor de cresta es un parámetro de una forma de onda , como la corriente alterna o el sonido, que muestra la relación entre los valores pico y el valor efectivo. En otras palabras, el factor de cresta indica qué tan extremos son los picos en una forma de onda. El factor de cresta 1 indica que no hay picos, como una corriente continua o una onda cuadrada . Los factores de cresta más altos indican picos; por ejemplo, las ondas sonoras tienden a tener factores de cresta altos.

El factor de cresta es la amplitud máxima de la forma de onda dividida por el valor RMS de la forma de onda.

La relación de potencia pico a promedio ( PAPR ) es la amplitud máxima al cuadrado (que da la potencia máxima ) dividida por el valor RMS al cuadrado (que da la potencia promedio ). [1] Es el cuadrado del factor de cresta.

Cuando se expresan en decibeles , el factor de cresta y el PAPR son equivalentes, debido a la forma en que se calculan los decibeles para las relaciones de potencia frente a las relaciones de amplitud .

Por tanto, el factor de cresta y el PAPR son cantidades adimensionales . Si bien el factor de cresta se define como un número real positivo , en productos comerciales también se indica comúnmente como la proporción de dos números enteros, por ejemplo, 2:1. El PAPR se utiliza más en aplicaciones de procesamiento de señales. Al tratarse de una relación de potencia, normalmente se expresa en decibeles (dB) . El factor de cresta de la señal de prueba es una cuestión bastante importante en los estándares de prueba de altavoces ; en este contexto suele expresarse en dB. [2] [3] [4]

El factor de cresta mínimo posible es 1, 1:1 o 0 dB.

Ejemplos

Esta tabla proporciona valores para algunas formas de onda normalizadas . Todas las magnitudes máximas se han normalizado a 1.

Notas:

  1. Los factores de cresta especificados para QPSK, QAM y WCDMA son factores típicos necesarios para una comunicación confiable, no los factores de cresta teóricos que pueden ser mayores.

Reducción del factor de cresta

Muchas técnicas de modulación se han diseñado específicamente para tener una modulación de envolvente constante , es decir, el factor de cresta mínimo posible de 1:1.

En general, las técnicas de modulación que tienen factores de cresta más pequeños suelen transmitir más bits por segundo que las técnicas de modulación que tienen factores de cresta más altos. Esto es porque:

  1. cualquier amplificador lineal dado tiene una "potencia de salida máxima", es decir, una amplitud máxima instantánea máxima que puede soportar y aún permanecer en el rango lineal;
  2. la potencia promedio de la señal es la potencia máxima de salida dividida por el factor de cresta;
  3. el número de bits por segundo transmitidos (en promedio) es proporcional a la potencia promedio transmitida ( teorema de Shannon-Hartley ).

La multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) es una técnica de modulación muy prometedora; Quizás su mayor problema sea su alto factor de cresta. [14] [15] Se han propuesto muchas técnicas de reducción del factor de cresta (CFR) para OFDM. [16] [17] [18] La reducción en el factor de cresta da como resultado un sistema que puede transmitir más bits por segundo con el mismo hardware o transmitir los mismos bits por segundo con hardware de menor potencia (y, por lo tanto, menores costos de electricidad [ 19] y hardware menos costoso), o ambos. A lo largo de los años, se han propuesto numerosos enfoques basados ​​en modelos para reducir la PAPR en los sistemas de comunicación. En los últimos años, ha habido un interés creciente en explorar modelos basados ​​en datos para la reducción de PAPR como parte de la investigación en curso en redes de comunicación de extremo a extremo. Estos modelos basados ​​en datos ofrecen soluciones innovadoras y nuevas vías de exploración para abordar de manera efectiva los desafíos que plantea una PAPR alta. Aprovechando las técnicas basadas en datos, los investigadores pretenden mejorar el rendimiento y la eficiencia de las redes de comunicación optimizando la utilización de la energía. [20]

Métodos de reducción del factor de cresta.

Existen varios métodos para la reducción del factor de cresta, como la ventana de picos, la conformación de ruido , la inyección de pulsos y la cancelación de picos.

Aplicaciones

Ver también

Referencias

  1. ^ "Inalámbrico 101: relación de potencia máxima a media (PAPR)".
  2. ^ Requisitos de potencia de los altavoces JBL, que aplica el estándar IEC 268-5, rebautizado más recientemente como 60268-5
  3. ^ Estándar AES 2-2012, Anexo B (Informativo) Factor de cresta, págs. 17-20 en la impresión del 11 de febrero de 2013
  4. ^ "Dr. Pro-Audio", Manejo de potencia, resume los distintos estándares de altavoces
  5. ^ abcd "RMS y valores promedio para formas de onda típicas". Archivado desde el original el 23 de enero de 2010.
  6. ^ Palicot, Jacques; Louët, Yves. DEFINICIONES Y ANÁLISIS DE RELACIONES DE POTENCIA EN MODULACIONES ÚNICA PORTADORA (PDF) . IETR/Supélec - Campus de Rennes. pag. 2.
  7. ^ abc "Leer steer_rf_chapter1.pdf". Archivado desde el original el 22 de marzo de 2016 . Consultado el 11 de diciembre de 2014 .
  8. ^ "Transición de transmisores a COFDM". Archivado desde el original el 21 de agosto de 2009 . Consultado el 17 de junio de 2009 .
  9. ^ ab R. Lobo; F. Ellinger; R. Eickhoff; Massimiliano Laddomada; Oliver Hoffmann (14 de julio de 2011). Periklis Chatzimisios (ed.). Sistemas inalámbricos ligeros móviles: Segunda Conferencia Internacional ICST, Mobilight 2010, 10 al 12 de mayo de 2010, Barcelona, ​​España, Artículos seleccionados revisados. Saltador. pag. 164.ISBN​ 978-3-642-16643-3. Consultado el 13 de diciembre de 2012 .
  10. ^ Teoría y aplicaciones del ruido del amplificador operacional Archivado el 30 de noviembre de 2014 en Wayback Machine - 10.2.1 rms versus ruido PP
  11. ^ Capítulo 1 Ruido filtrado de paso bajo de primer orden: "La desviación estándar de un voltaje de ruido gaussiano es la media cuadrática o el valor rms del voltaje".
  12. ^ Ruido: preguntas frecuentes: "En teoría, el ruido tiene una distribución ilimitada, por lo que debería tener un factor de cresta infinito"
  13. ^ Mediciones, análisis e instrumentación de telecomunicaciones, Kamilo Feher, sección 7.2.3 Ruido del factor de cresta finito
  14. ^ "Reducción del factor de cresta de una red OFDM/WiMAX".
  15. ^ "Técnicas de modulación de factor de cresta bajo para multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM)" Archivado el 29 de agosto de 2017 en Wayback Machine .
  16. ^ R. Neil Braithwaite. "Reducción del factor de cresta para OFDM mediante degradación selectiva de subportadora" Archivado el 6 de agosto de 2018 en Wayback Machine .
  17. ^ KT Wong, B. Wang y J.-C. Chen, "Reducción de OFDM PAPR mediante la conmutación de subportadoras nulas y subportadoras de datos", Electronics Letters, vol. 47, núm. 1, págs. 62-63 enero de 2011 Archivado el 23 de septiembre de 2015 en Wayback Machine .
  18. ^ SC Thompson, "Modulación de fase OFDM de envolvente constante", tesis doctoral, UC San Diego, 2005.
  19. ^ Nick Wells. "DVB-T2 en relación con la familia de estándares DVB-x2" Archivado el 26 de mayo de 2013 en la cita de Wayback Machine : "técnicas que pueden reducir el PAPR,... podrían resultar en un ahorro significativo en los costos de electricidad".
  20. ^ Huleihel, Yara; Ben-Dror, Eilam; Permuter, Haim H. (2020). Diseño de forma de onda de PAPR bajo para sistemas OFDM basado en codificador automático convolucional . Conferencia Internacional IEEE 2020 sobre Redes Avanzadas y Sistemas de Telecomunicaciones (ANTS). págs. 1-6.
  21. ^ "¿Qué es el" factor de cresta "y por qué se utiliza?" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 27 de septiembre de 2011 . Consultado el 7 de marzo de 2006 .
  22. ^ Análisis del factor de cresta para procesamiento de señales complejas Archivado el 27 de abril de 2006 en Wayback Machine.
  23. ^ Simulación PAPR para 64QAM
  24. ^ Definición del factor de cresta: referencia de audio profesional AES
  25. ^ "Prácticas de Nivel en Audio Digital". Archivado desde el original el 18 de junio de 2009 . Consultado el 11 de octubre de 2009 .
  26. ^ Estructura de ganancia: configuración de los niveles del sistema Archivado el 28 de septiembre de 2007 en Wayback Machine , Mackie Mixer Tips
  27. ^ Configuración de los controles de nivel del sistema de sonido: el sistema más caro configurado incorrectamente nunca funciona tan bien como un sistema económico configurado correctamente.
  28. ^ Ronquidos palatinos identificados mediante análisis del factor de cresta acústica

General

Dominio publico Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C. Administración de Servicios Generales . Archivado desde el original el 22 de enero de 2022. (en apoyo de MIL-STD-188 ).

enlaces externos