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

Генератор синусоидальных модулированных колебаний
Невозможно назвать хотя бы одну отрасль экспериментальной, лечебной или профилактической медицины, которая могла бы рассчитывать даже на малый успех без применения электронной медицинск ...

Цифровое арифметико-логическое устройство, позволяющее выполнять операции вычитания двух чисел
Цель работы - научить самостоятельно решать конкретную техническую задачу по созданию устройств, выполняющих заданные функции и имеющих заданные технические характеристики. В работе предлагается прове ...

Выращивание монокристалла с заданными свойствами
Содержание работы. В данной курсовой работе разрабатывается технологический процесс получения легированного монокристалла ФГДЦЧ-5-17, на 20% компенсированного теллуром, с разбросом ко ...

Разделы

© 2019 - www.frontinformatics.ru