WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Усиление и смещение сигнала производится при помощи умножения и суммирования сигнала с константами. Далее сигнал преобразуется в аналоговую форму и происходит перенос спектра на несущую частоту (рис. 12).

мультиплексор а) спектральная плотность OFDM б) спектральная плотность OFDM сигнала на выходе ЦАП сигнала после фильтра нижних частот в) спектральная плотность OFDM г) спектральная плотность OFDM сигнала на выходе квадратурного сигнала на выходе полосового фильтра смесителя д) спектральная плотность OFDM сигнала на выходе модулятора Рис. 12. Спектральная плотность OFDM сигнала в тракте преобразования частоты На рисунке 13 изображена структурная схема приемника.

отсчеты входного блок Компенсация грубая сигнала синхронизации линейного и регулировка БПФ Эквалайзер и компенсации постоянного усиления ухода частоты фазового сдвига цифровой поток депереме- декодер декодер Мягкий дескремблер житель Витерби Рида-Соломона декодер Рис. 13. Структурная схема приемника На вход приемника поступают отсчеты сигнала с аналого-цифрового преобразователя. Спектр сигнала может располагаться в любом месте в пределах от 0 до половины частоты дискретизации. Блок синхронизации и компенсации ухода частоты по тренировочным последовательностям оценивает уход частоты в пределах ±f, где f разность частот между соседними поднесущими. Компенсация производится при помощи цифрового преобразователя частоты. Затем при помощи согласованного фильтра оценивается временной сдвиг и на блок быстрого преобразования Фурье (БПФ) выдается строб временной синхронизации. Также данный блок производит децимацию сигнала в 4 раза и оценку среднего уровня и пикового значения входного сигнала. Значения уровня сигнала поступают на блок сбора статистики (не указан на рисунке 13), где начинается сбор статистики по текущему символу.

Чтобы обеспечить БПФ наилучшие условия работы, блок грубой регулировки усиления, оценивая пиковое значение сигнала, производит его масштабирование. Регулировка усиления производится поразрядным сдвигом числа «влево» или «вправо» в зависимости от уровня сигнала.

Блок БПФ вычисляет спектральные составляющие OFDM сигнала.

Блоки компенсации линейного и постоянного фазового сдвига, а также блок эквалайзера конструктивно объединены в один модуль. Данный блок по тренировочным последовательностям делает первое приближение частотной характеристики канала связи, и далее, основываясь на данных об ошибках созвездия с детектора с мягким решением, отслеживает его изменения. Оценка линейного и постоянного фазового сдвига происходит согласно разработанному алгоритму, причем при поступлении тренировочной последовательности оценка происходит по всем ненулевым поднесущим, а при поступлении информационного символа по пилотным поднесущим.

OFDM символы после выравнивания поступают на детектор, который для каждой поднесущей и для каждого бита выносит мягкое решение, которое впоследствии используется при декодировании сверточного кода. Также блок мягкого детектирования выдает усредненную по текущему символу ошибку созвездия, которая поступает в блок сбора статистики.

Таким образом, на выходе приемника имеется бинарный поток данных, разбитый на пакеты, для каждого из пакетов на выход также поступает статистическая информация, такая как: уровень сигнала, уход частоты, количество тактов от начала пакета, ошибка созвездия, тип символа, тип модуляции. Эта информация используется на верхних уровнях для управления модемом.

В таблице 2 приведены основные параметры разработанного модема.

Табл. 2. Основные параметры OFDM модема Параметр Значение тип сигнала OFDM-256 в соответствии с стандартом IEEE 802.16d тип станций поддержка протокола базовой и абонентской станций стандарта IEEE 802.модуляция на поднесущих BPSK, QPSK, QAM-16, QAM-длина циклического префикса 1/32, 1/16, 1/8, 1/ширина полосы сигнала до 28 МГц разрядность ЦАП, АЦП 12 бит динамический диапазон BPSK – 34дБ, QPSK – 34дБ, QAM-16 – 30дБ, QAM-64 - 29дБ кодирование каскадное Рида-Соломона и сверточное, с перестраиваемой скоростью регулировка разбаланса плеч возможность регулировки постоянной составляющей и амплитуды каждой из компонент на приеме и передаче перестройка частоты приема и передачи есть возможность, точность 2 Гц статистика сбор статистики по каждому символу:

уровень сигнала, пиковое значение сигнала, CINR, уход частоты, тип символа, количество исправленных ошибок, количество тактов от начала пакета шлейфы возможность организации приема сигнала без преобразования в аналоговую форму Все параметры сигнала могут динамически изменяться от символа к символу, что позволяет наиболее эффективно использовать все возможности модема.

В приложениях приведены листинги моделей и программ, описание интерфейсов разработанных программных модулей, протоколы лабораторных испытаний и акты внедрения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ Основными результатами настоящей работы являются:

1. Предложен алгоритм формирования OFDM сигнала, позволяющий уменьшить искажения, вносимые квантователем, а также ликвидировать помехи, связанные с ограничением сигнала. Показана эффективность и область применимости предложенного алгоритма.

2. Рассмотрено влияние эффектов округления/усечения на OFDM сигнал.

Показано, что замена операции усечения на операцию округления позволяет уменьшить ошибки, вносимые квантователем, примерно на 6 дБ.

3. Показана идентичность воздействия на OFDM сигнал аддитивного узкополосного и широкополосного шумов, а также неточность восстановления несущей частоты в приемнике.

4. Предложен алгоритм фазовой синхронизации, основанный на данных о точности временной синхронизации и статистических свойствах сигнала в условиях аддитивных шумов. Структура алгоритма оптимизирована для аппаратной реализации. Проведен анализ точностных характеристик предложенного алгоритма.

5. На основе микросхемы программируемой логики разработан приемопередатчик OFDM сигнала. Параметры OFDM сигнала и режимы работы приемопередатчика полностью соответствуют стандарту IEEE 802.16d -2004.

6. Результаты натурных испытаний модема подтвердили ранее полученные теоретические результаты.

7. Проведен сравнительный анализ характеристик разработанного приемопередатчика с аналогичными характеристиками модема фирмы WaveSat DM256 (Канада). Сравнение проводилось в аналогичных режимах работы. Результаты показали преимущество разработанного модема по всем проанализированным характеристикам.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Долгих Д.А., Чигринец В.А. Цифровой синтез сигналов с ограниченной полосой частот // Материалы всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов “Научная сессия ТУСУР - 2005”. Томск 26-28 апреля 2005г.: ТУСУР, 2005.Ч.1, с.

79-81.

2. Долгих Д.А. Оценивание линейного фазового сдвига OFDM сигнала // Известия Томского политехнического университета. 2006. Т. 309. №с.148-3. Долгих Д.А. Максимизация отношения сигнал-шум OFDM сигнала при фиксированной разрядности ЦАП и АЦП // Материалы докладов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых “Научная сессия ТУСУР - 2007”. Томск. 3-7 мая г.: «В-Спектр», 2007. Ч.5, с. 327-330.

4. Долгих Д.А. Использование вычислений с плавающей точкой для формирования OFDM сигнала // Материалы докладов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых “Научная сессия ТУСУР - 2007”. Томск. 3-7 мая 2007 г.: «ВСпектр», 2007. Ч.5, с. 330-332.

5. Долгих Д.А., Пуговкин А.В., Чигринец В.А. Оптимизация квантователя сигналов на основе ортогонального частотного мультиплексирования // Научно-технические ведомости СПбГПУ/ 2008. Т. 60. №3 с. 34-37.

6. Долгих Д.А. Оценка канала в системах связи на основе OFDM сигнала // Материалы докладов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых “Научная сессия ТУСУР - 2008”. Томск, 5-8 мая 2008г.: « В-Спектр», 2008. Ч. 5, c. 230-7. Долгих Д.А., Оценка CINR OFDM сигнала на примере стандарта IEEE 802.16d-2004. // Четвертая международная научно-практическая конференция «Электронные средства и системы управления. Опыт инновационного развития». 31 октября - 3 ноября 2007г. Томск: В-Спектр, 2007.

8. Долгих Д.А., Островский Р.С. Синхронизация в сетях WMAN // Электросвязь 2008, №11, с. 1-3, ISSN0013-5771.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»