Системы и сети связи
  Гаджеты Психология отношений Здоровье Библиотека  
Многоканальные телекоммуникационные системы
Введение в цифровой способ передачи сигналов
Преобразование сигналов в СЦТС
Мультиплексоры СЦТС
Технология WiMAX
Общие сведения о WiMAX
Передача сигналов в WiMAX
Многоантенные технологии в WiMAX-системах связи
Средства обеспечения безопасности
Описание стандарта IEEE 802.16-2004
Физический уровень
Сведения о стандарте IEEE 802.16e
Оборудование WiMAX
Технология LTE
Введение в LTE
Понятие радиоинтерфейса
Средства связи с подвижными объектами
Основы построения ССсПО
Кодирование речи в ССсПО
Цифровая модуляция
Модели распространения радиоволн
Модели физического уровня беспроводных сетей
Канальный уровень беспроводных сетей
Основные характерис- тики систем связи с ПО
GSM-900 и DSC-1800
CDMA
Хэндовер
Цифровые системы второго поколения
Транкинговые системы
Беспроводные системы
Цифровые радио- релейные линии связи
Основные положения
Системы спутниковой связи с ПО
Принципы построения
Зоны обслуживания
 

Технология беспроводного доступа WiMAX

Теоретические основы передачи сигналов в системах WiMAX:


1. Передача сигналов в пределах прямой видимости
   1.1. Потери в свободном пространстве
   1.2. Влияние окружающего пространства
   1.3. Влияние эффекта Доплера
   1.4. Влияние шумов
2. Передача сигнала в условиях многолучевого распространения
3. Метод снижения влияния интерференционных помех
4. Технологии расширения спектра и методы модуляции
   4.1. Определение понятия "ширина спектра"
   4.2. Метод прямого расширения спектра
   4.3. Ортогональное частотное разделение со многими поднесущими (OFDM)
   4.4. Фазовая модуляция BPSK и QPSK
   4.5. Квадратурная амплитудная модуляция QAM
5. Использование лицензированных и нелицензированных частотных полос
Ортогональное частотное разделение со многими поднесущими (OFDM)


        Концепция данного метода модуляции, в основном, базируется на известном с середины 1950-х гг. методе модуляции со многими поднесущими (Multi-carrier modulation — МСМ), однако учитывает новейшие достижения последних десятилетий в области цифровых методов передачи информации и высокоэффективных методов модуляции, обеспечивающих высокие качественные характеристики систем связи при наличии помех, доплеровских смещений частот, замираний сигналов и т. д.
        Согласно К. Шеннону, максимальная скорость передачи информации по реальным каналам достигается, когда спектральная плотность мощности St(f) передаваемого сигнала во всей полосе Fk удовлетворяет условию:

        где константа Кo выбирается из условия:

        Рср - средняя мощность передатчика.
        В методе OFDM весьма эффективно используется разбиение последовательности символов данных на параллельный поток с увеличением длительности каждого символа.
        При OFDM символы данных Xmk часто берутся из алфавитов рассмотренных далее так называемых m-ичных систем модуляции (ш-позиционных) PSK, BPSK, QPSK QAM и т. п. Эти символы передаются поднесущими, отстоящими друг от друга на интервал ,
        где Ts - длительность символа, что обеспечивает их ортогональность при прямоугольной форме модулирующих видеоимпульсов, несмотря на случайные фазы, обусловленные модуляцией данными. Выбор другой формы огибающей модулирующих видеоимпульсов дает возможность получить более компактной спектральную плотность мощности, однако влечет за собой нарушение ортогональности поднесущих и увеличение вероятности появления ошибок.
        Передаваемая последовательность символов данных xm k разбивается на блоки из N символов. Каждый блок из N последовательных символов преобразуется в блок из N параллельных символов длительностью Т = NTx каждый. Полученные символы модулируют N соответствующих поднесущих частот:


        Если длина блока N выбрана так, что Т = NTs>>LTs, где LTs — длительность импульсной характеристики канала поднесущей частоты (подканала), то межсимвольная интерференция (наложение соседних блоков друг на друга) значительно снижается. Она может быть исключена полностью за счет небольшого снижения пропускной способности, если между последовательно модулированными OFDM-блоками вставить защитный интервал GTs>=LTs.
        В реальных системах связи с заданной вероятностью ошибки Рош необходимо использование большего алфавита сигналов в тех подканалах, где больше. Такой метод OFDM получил название "дискретной многотональной модуляции" (ДМТ).
        Главным достоинством метода OFDM, обусловившим его широкое применение, является то обстоятельство, что модуляция и демодуляция сигналов могут быть выполнены в дискретной форме с использованием дискретного (ДПФ), а, следовательно, и быстрого (БПФ) преобразования Фурье.

        Структурная схема OFDM-модулятора с использованием алгоритма обратного быстрого преобразования Фурье (Inverse Fast Fourier Transform — IFFT) представлена на рисунке ниже:

        Структурная схема OFDM-демодулятора с использованием быстрого преобразования Фурье приведена ниже:

        Другим важным преимуществом метода OFDM является простота снижения влияния межсимвольной интерференции (МСИ). Это достигается за счет введения защитного интервала, добавляемого к исходному блоку в виде циклического префикса длиной G интервалов отсчета Ts:

        Использование OFDM предусмотрено стандартом IEEE 802.16—2004 (старое название IEЕЕ 802.16 Revd). По этой технологии в разрешенной полосе частот (она может иметь ширину 1,5, 10, 20, 25 и 28 МГц) генерируются N поднесущих частот. Передаваемая информация, имеющая скорость передачи R бит/с, распараллеливается на потоки, число которых равно числу поднесущих. Длительность битового интервала Tб=1/R. Перед модуляцией каждый импульс параллельного потока растягивается во времени в N раз, так что длительность бита становится NTб. Каждый импульс из параллельного потока модулирует "свою" поднесущую. Пример формирования спектра радиосигнала:

        В суммарном сигнале спектры частично перекрываются. Причем перекрытие спектра производится таким образом, что максимум спектральной плотности для любой поднесушей всегда соответствует минимальному значению (теоретически нулевому) первою лепестка соседних поднесущих и всех боковых лепестков. В этом случае скалярное произведение соседних спектров не равно нулю только на частотах максимальных значений спектров поднесущих. В этом смысл ортогональности, и это позволяет выделить спектральные компоненты поднесущих из общего сигнала с помощью преобразования Фурье. Говорят, что система связи с OFDM наиболее чувствительна к джиттеру (дрожанию) частот поднесущих и их фаз. В WiMAX используют BPSK, QPSK и QAM виды модуляции.
        
Перейти к теме "Фазовая модуляция BPSK и QPSK"

 
 
Motoking
ICQ: 489-725-489
E-mail: iMoto88@mail.ru