Імітаційна модель демодулятора OFDM – сигналів при обробці в цілому

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Інститут спеціального зв'язку та захисту інформації Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут»

Імітаційна модель демодулятора OFDM - сигналів при обробці в цілому

Гиндич Б.А. Головчук І.В.

Науковий керівник - д.т.н., професор В.Ф. Єрохін

Анотація

Представлений демодулятор OFDM - сигналу при обробці в цілому з двійковою фазовою маніпуляцією. Отримана модель демонструє всі перетворення, які відбуваються з сигналом - від його генерації до прийому. Сама модель не є еталонною, та вичерпною - є можливість подальшого удосконалення. Також є можливість використання декількох маніпуляцій з використанням програмного коду, який буде автоматично вибирати тип маніпуляції в залежності від відстані і параметрів середовища (тобто радіоканалу).

Ключові слова: ортогональне частотне розділення каналів (OFDM), двійкова фазова маніпуляція (BPSK), бездротового широкосмугового доступу (БШД), завадостійкість.

Пропонується імітаційна модель демодулятора OFDM - сигналу при обробці “в цілому”. Розроблена імітаційна модель, яка показує проходження сигналу з використанням BPSK маніпуляції. Робота схеми двійковій ФМн полягає в зміщенні фази несучого коливання на одне з двох значень, нуль або 180°. Двійкову фазову маніпуляцію можна також розглядати як окремий випадок квадратурної маніпуляції (QAM-2). Ця модуляція є самою завадостійкою з усіх видів ФМн, тобто при використанні бінарної ФМн ймовірність помилки при прийомі даних найменша. Проте кожен символ несе тільки 1 біт інформації, що обумовлює найменшу в цьому методі модуляції швидкість передачі інформації.

Актуальність роботи полягає в тому, що OFDM є однією з перспективних в системах бездротового широкосмугового доступу (БШД). Вона являє собою передачу даних на взаємно ортогональних по частоті несівних, що забезпечує високі швидкості й можливість подальшого підвищення завадостійкості передачі інформації.

У зв'язку з цим, стає актуальним подальший пошук шляхів удосконалення процедур формування та обробки таких сигналів. Цьому повинні передувати огляд і детальний аналіз технології OFDM.

У специфікаціях новітніх телекомунікаційних, проводових і бездротових стандартів усе частіше можна зустріти використання OFDM технології, в таких системах як:

цифрового телебачення (DVB, ISDB)

цифрового радіомовлення (DRM, DAB)

бездротового широкосмугового зв'язку WiMAX, MBWA, LTE

контролю і обліку електроенергії, системах типу «інтелектуальний будинок» та багато інших.

Ціллю роботи є:

аналіз ролі і місця OFDM сигналу в сучасних радіо технологіях

аналіз вибору середовища моделювання для оцінки завадостійкості демодуляторів OFDM - сигналів

розробка імітаційної моделі демодулятора OFDM - сигналу

Технологія OFDM знайшла широке застосування як у проводових, так й у радіосистемах передачі даних. Деякі стандарти Інституту інженерів з електротехніки та електроніки, у яких використовується технологія OFDM приведені нижче:

OFDM є відмінним рішенням для архітектури сучасних мереж, що працюють в умовах мегаполіса. Технічний прогрес і динаміка ринку постійно штовхають виробників удосконалювати існуючі технології.

Якщо N піднесівних, які використовуються, і кожна піднесівна модулюється з використанням альтернативних символів. НЧ сигнал еквівалентний OFDM - сигналу виражається:

де - являється змінна даних,N це номер піднесівної, T це OFDM змінна часу. Відстань між піднесівними робить їх ортогональними на кожному з періодів; ця властивість приведена нижче:

де  означає комплексне спряження і оператор  символ Кронекера.

Щоб уникнути між символьної інтерференції багатопроменевому завмиранню сигналу, захисний інтервал каналу довжиною встановлюється до OFDM блоку. Під час цього інтервалу, циклічний префікс передається так, що сигнал в інтервалі відповідає сигналу в інтервалі . OFDM - сигнал з циклічним префіксом приведений нижче:

Низькочастотний сигнал, представлений вище, може бути дійсним або комплексним. Насправді, багатозначні низькочастотні еквівалентні сигнали зазвичай передаються на основних смугах частот проводових технологій, таких як DSL яка використовує даний підхід. Для бездротових додатків, низькочастотний сигнал, як правило, є комплексним, і в цьому випадку передається сигнал, який є перетвореним з підвищенням частоти до несучої частоти . Загалом, переданий сигнал може бути представлений як:

За середовище моделювання було прийнято MATLAB, Simulink і продукти для обробки сигналів, які дозволяють аналізувати сигнали, що надходять з інструментів та інших джерел даних. У цих продуктах реалізовано повноцінне середовище для отримання сигналу, аналізу, обробки, візуалізації і розробки алгоритму. Пропоновані підходи до вирішення завдань легко освоїти: розробник не зобов'язаний бути фахівцем в області цифрової обробки сигналів.

Як варіант вибору шляху підвищення завадостійкості, запропонований підхід, що базується:

на формуванні аналітичного зв'язку між початковими фазами сигналу OFDM, що передається демодулятор сигнал програмний маніпуляція

на обробці OFDM - сигналу «в цілому», що базується на алгоритмі оптимальної нелінійної фільтрації ДНМП.

Список використаної літератури

1. Тихвинский В.О. Сети подвижной святи третьего поколения: экономические и технические аспекты развития в России. - М.: Радио и связь, 2004

2. Тихвинский В.О., Володина Е.Е. Подвижная свіязь третього поколения: экономика и качество услуг. - М.: Радио и связь, 2005

3. Тихвинский В.О., Тереньтьев С.В., Минаев И.В. Стандартизация, спецификации, эволюция технологии и архітектура базовой сети LTE // Сети и средствасвязи, №2(10). Специальныйвыпуск “Сети доступа”. - 2009. - №3. - С. 34-39.

4. Владимир Лебедев Модуляция OFDM в радиосвязи // Радиолюбитель. -- 2008. -- № 9. -- С. 36--40.

Размещено на Allbest.ru