Формирователь OFDM сигнала на плис стандарта 802.16d
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?игналов результирующий сигнал будет искажен. Возьмем пример искажения сигнала при многолучевом распространении.
Рис 1.4 Исходный сигнал
Рис. 1.5 Сигнал подвергшийся эффекту многолучевого распространения
Это так называемая глазковая диаграмма. Она строится очень просто: все источники взаимодействия или сигналы накладываются друг на друга. Под глазом подразумевается область в середине, по форме напоминающая глаз. На первой картинке глаз широко открыт, на второй глаз прищурен. Если глаз закроется или будет меньше определенной величины, то такой сигнал уже нельзя будет принять. Интуитивно понятно, что чем выше частота сигнала, тем меньше будет глаз.
Ключевым принципом OFDM является использование охранного интервала. Это возможно благодаря тому, что продолжительность каждого символа достаточно велика.
Другим преимуществом является устойчивость к частотно-зависимому затуханию. Такой тип затухания может оказывать очень негативное влияние при многолучевом распространении сигнала, особенно если источник и приемник не находятся в прямой видимости. При OFDM модуляции данные распределяются между множеством вспомогательных несущих, поэтому информация, пострадавшая в нескольких субканалах может быть восстановлена с помощью ЕСС (код коррекции ошибок - данные, присоединяемые к каждому передаваемому сигналу, позволяющие принимающей стороне определить факт сбоя и (в некоторых случаях) исправить несущественную ошибку).
Основные недостатки данной технологии:
-высокая чувствительность к смещению частоты и флюктуациям фазы принимаемого сигнала относительно опорного гармонического колебания приемника;
относительно высокое значения отношения пиковой мощности радиосигнала к ее среднему значению, что заметно снижает энергетическую эффективность радиопередатчиков.
1.8 Формирование OFDM сигнала
Опишем интересующие нас характеристики базовой станции Huawei, с учетом подключенного к ней модема (в нашем случае формирователя OFDM):
Стандарт - IEEE 802.16d .
Технология - OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing).
Поддерживаемые скорости - 64 Мбит/с (в канале шириной 2х10 МГц) или 32 Мбит/с (в канале шириной 10 МГц).
Модуляция - 64 QAM.
Количество частотных каналов - FCC: 16.
Антенна - 18-24 dbm, внешняя всенаправленная (3600*400) с интерфейсом 10/100 Base-T (разъем RJ45).
Частотный диапазон - 5150-5350, 5470-5725, 5725-5850, 5850-5950 МГц.
Рабочая полоса частот - 10 МГц и 50 МГц.
Температура и влажность - от -400С до 500С, влажность 10-90%.
Более подробное параметры и характеристики станции будут рассмотрены в главе 2.
1.8.1 Раiет параметров OFDM сигнала
Обычно при выборе численных значений параметром системы с технологией OFDM приходится находить компромисс между различными, часто противоречивыми требованиями.
Опираясь на технически характеристики прототипа, зададимся начальными значениями характеристик системы:
?Fs=10 Мгц - полоса частот, выделенная для линии передач.
?? = 0.08 мкс - расширение задержки канала передачи.
?=0.07 - коэффициент скругления огибающей OFDM-символа.
Fs=5150 МГц - рабочая частота сигнала.
Зададимся скоростью передачи информации используемую в сетях WIMAX:
R1 = 64 Мбит/с - скорость передачи данных, с модуляцией КАМ-64.
Расiитаем характеристики OFDM сигнала по следующим формулам:
?g=4?? = 0.32 мкс - длительность защитного интервала.
Тs=6?g=1.92 мкс - длительность OFDM символа.
Т=Тs-?g=1.6 мкс - длительность интервала интегрирования OFDM.
??=1/T=0.625 МГц - расстояние между соседними поднесущими.
Ns=?F/??=16 - число поднесущих в полосе частот.
Rs=1/Ts=0.521 Мсимвол/с - скорость следования OFDM символов.
R/Rs? 128 - число информационных битов, передаваемых OFDM символом, со скоростью передачи данных 64 Мбит/с.
?в=(R/Rs)/Ts=64 МГц - частота дискретизации для скорости передачи данных 64 Мбит/с.
Промоделируем ОFDM сигнал в программе Mathlab Simulink.
1.8.2 Моделирование
Моделирование OFDM сигнала со скоростью передачи 64 Мбит/с.
Ход выполнения программы:
ВВЕДИТЕ ЧИСЛО ПОДНЕСУЩИХ КОЛЕБАНИЙ Nsub = 128
ВВЕДИТЕ ЗНАЧЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ OFDM СИМВОЛА [с] = 1.92*10^-6
ВВЕДИТЕ ЗНАЧЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ЗАЩ. ИНТЕРВАЛА [с] = 0.32*10^-6
ВВЕДИТЕ ЧИСЛО ТОЧЕК СИГНАЛЬНОГО СОЗВЕЗДИЯ M = 64
ВВЕДИТЕ ЧИСЛО ОТiЕТОВ НА ИНТЕРВАЛЕ ОДПФ Ns = 256
ВВЕДИТЕ ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА СКРУГЛЕНИЯ betta = 0.07
Мы ввели значения всех необходимых параметров. Теперь можно начинать вычисления параметров системы передачи. На основании наших данных имитатор OFDM вычислил значения следующих параметров системы:
Частота следования OFDM символов Ff = 520833.3333 Гц;
Шаг дискретизации по времени dt = 6.2338e-09 c;
Частота дискретизации Fs = 160416666.6667 Гц;
Интервал ОДПФ T = 1.5958e-06 c;
Интервал между част-ми сос. поднес.DF = 626627.6042 Гц;
Число отiетов на защ. интервале Ng = 52;
Длительность постфикса Tp = 1.3714e-07 c;
Число отiетов на интервале Tp Np = 22.
Теперь можем начать процесс моделирования.
)Построение сигнального созвездия одной поднесущей.
Рис. 1.6 Сигнальное созвездие моделируемого сигнала
)Построение графиков немодулированных поднесущих и их суммы на интервале ОДПФ [0, T].
ВВЕДИТЕ МАССИВ ЗНАЧЕНИЙ НОМЕРОВ ТРЕХ ПОДНЕСУЩИХ Nsubn= [3 16 28]
Рис. 1.7 Немодулированные поднесущие на интервале ОДПФ [0,T]
)Добавление з