Моделирование работы

Рассмотрим OFDM символ, представленный на рисунке 7.1. При модуляции данных посредством ортогональных несущих в частотном канале выделяются N поднесущих fk = fc + k∆f, где k - целое число из диапазона [-N/2, N/2] (в данном случае k ≠ 0).

Расстояние между ортогональными несущими Δf = 1/Тb=1/(NТsmpl), где Тb - длительность передачи данных в символе; Тsmpl -период дискретизации.

Рисунок 6.1 OFDM-символ

Помимо данных OFDM-символ включает защитный интервал длительностью Тg, так что общая длительность OFDM-символа Ts = Tb+ Tg. Защитный интервал представляет собой копию конечного фрагмента символа. Его длительность Тg может составлять 1/4, 1/8, 1/16 и 1/32 от Tb. При этом приемник настраивается на получение OFDM-символа в центре интервала Tg.

Одной из задач, которую необходимо решить для обеспечения работоспособности реального канала связи, является учет его комплексного коэффициента передачи (ККП - K(jω)), являющегося отношением комплексной амплитуды Y выходной величины к комплексной амплитуде X входной величины синусоидального сигнала на заданной частоте ω.

Знание ККП позволяет скорректировать принятый спектр сигнала, т.е. привести его в требуемый диапазон по амплитуде и подстроить фазовые набеги по спектральным составляющим. Данную операцию - (digital equalization) необходимо выполнить до процедуры демодуляции сигнала (рисунок 7.2), т.к. для правильной демодуляции необходимо знать значения реальной и мнимой части сигнала в каждой частотной точке.

Рисунок 6.2 Искажение сигнального созвездия 16-QAM после прохождения по каналу связи

При демодуляции нужно знать обратный ККП (ОККП) для каждой спектральной составляющей принятого сигнала, т.е. массив значений ОККП K[ifsmpl/N]=SIN[ifsmpl/N]/SOUT[ifsmpl/N], где fsmpl - частота дискретизации; N - количество точек в массиве данных преобразования Фурье; SIN - массив спектральных составляющих преамбулы (эталонный сигнал); SOUT - массив спектральных составляющих преамбулы, прошедших через канал передачи (принятый сигнал); i - целое число от 1 до N-1.

Отсутствие идеальной временной синхронизации в приемнике приводит к возникновению сдвига во времени принятого сигнала по отношению к передаваемому, в качестве которого может быть передан эталонный сигнал. Временной сдвиг учитывается путем умножения всех спектральным составляющих на ОККП.

Для расчета ОККП в современных цифровых стандартах связи предлагается использовать в качестве преамбулы сигнал с известными значениями реальной и мнимой части спектральных составляющих. Однако преамбула принимается приемником также с некоторым случайным сдвигом в пределах Тg. Дополнительно спектр преамбулы искажается вследствие ее прохождения по каналу связи - возникают фазовые набеги и искажение АЧХ.

Преамбула в общем случае может содержать не все спектральные составляющие, а только, например, кратные 4 (OFDM Coarse preamble WiMAX 802.16-2004). Тогда для расчета всех значений ОККП необходимо проводить аппроксимацию между расчетными точками. Если использовать линейную аппроксимацию, как наиболее быструю и легко реализуемую в специализированной микросхеме или FPGA, то наибольшая погрешность будет в точках, где нет расчетного значения ОККП, а его фаза меняется достаточно быстро. Последнее возникает вследствие временного сдвига между принятой преамбулой и эталонной, причем, чем больше временной сдвиг, тем быстрее изменяется фаза между соседними спектральными составляющими.

Без учета временного сдвига линейная аппроксимация допустима, если проводить расчет амплитуды и фазы ОККП в полярной системе координат. Но математические действия при переходе в полярную систему координат ресурсоемки т.к. требуют вычисления квадратного корня и арктангенса для каждой точки в массиве ОККП.

А)

В)

Рисунок 6.3 Реальные части преамбулы по стандартуWiMAX 802.16 (А) и с учетом канала связи (В)

Реальные и мнимые части преамбулы по стандарту связи WiMAX 802.16-2004 показаны соответственно на рис. 7.3 и 7.4 для полосы 3.5 МГц. Для сравнения приведены значения преамбулы, полученные после прохождения по каналу связи с временным сдвигом Tg/2 = 16 дискрет.

Спектральные составляющие от 101 до 154 считаются защитным частотным диапазоном и не используются для передачи сигнала, поэтому в этом диапазоне ОККП не рассчитывается. При моделировании считалось, что сигнал проходил через «идеальный» цифровой канал без шумов.

Перейти на страницу: 1 2

Похожые стьтьи по экономике

Проект расширения центральной районной автоматической телефонной станции
Сети местной связи непрерывно развиваются и их емкости год от года возрастают. Такой же процесс идет и на ГТС г.К., на которой емкость четырех районных АТС за последние 10 лет возросла ...

Проектирование радиовещательного приемника АМ-сигналов
Радиоприемное устройство состоит из приемной антенны, радиоприемника и оконечного устройства, предназначенного для воспроизведения сигналов.Принимаемые сигналы служат д ...

Проектирование устройства Таймер сенсорный
В настоящее время в радиоэлектронике широкое применение нашёл класс устройств, позволяющий осуществлять бескнопочное (сенсорное) управление нагрузкой - лампами освещения, различными маши ...

Разделы

© 2020 - www.frontinformatics.ru