Вид сигналов в системах WiMAX. Сигналы с OFDM PDF Print E-mail
Written by Administrator   
Monday, 20 August 2012 14:21

На физическом уровне сетей WiMAX для передачи данных в нисходящем и восходящем каналах используются многочастотные сигналы с ортогональным частотным уплотнением — Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). Остановимся на них более подробно.
Временные характеристики сигналов с OFDM

Идея передачи данных сигналами с OFDM основывается на технике передачи данных с использованием множества несущих и заключается в том, что поток передаваемых данных распределяется по множеству частотных подканалов (поднесущих), и передача ведётся на них параллельно. За счет разделения передаваемого высокоскоростного потока данных на большое (100-1000) количество относительно низкоскоростных подпото-ков (каналов), каждый из которых модулируется своей поднесущей, сигналы с OFDM обеспечивают высокую помехоустойчивость приема в условиях межсимвольной интерференции. Сигналы с OFDM формируются с помощью устройства, выполняющего обратное дискретное преобразование Фурье. Полученные на выходе этого устройства временные отсчеты через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и выходные цепи передатчика поступают в непрерывный канал передачи. Сигналы на поднесущих частотах ортогональны.

На рис. 1.12 схематично представлен сигнал с OFDM в частотной и временной области для случая четырех поднесущих и двоичной фазовой манипуляции. По оси частот показаны значения амплитуд А0, ..., А3 колебаний сигналов на поднесущих частотах f0, ..., f3, а по оси времени — вещественные огибающие сигналов на каждой частоте. Разнос частот между поднесущими составляет 1/Т. Во временной области на интервале времени длительности Т помещается целое число периодов колебаний k-й поднесущей.

Энергетический спектр случайной последовательности сигналов с OFDM определяется суммой энергетических спектров случайных последовательностей сигналов на каждой поднесущей частоте. Например, для сигналов, представленных на рис. 1.12, энергетический спектр будет определяться формой спектра сигналов с прямоугольной огибающей длительностью Т.
Сигналы с OFDM широко применяются в каналах передачи с меж-символьной интерференцией, вызванной отражениями от объектов. Степень мешающего действия межсимвольной интерференции и вероятность ошибочного приема зависят от степени “перекрытия” передаваемых информационных символов. Поэтому для улучшения качества приема сигналов в таких условиях целесообразно увеличивать длительность символа T. Это можно сделать за счет снижения информационной скорости передачи, что не всегда приемлемо.

Одним из известных способов борьбы с межсимвольной интерференцией, основанных на увеличение длительности символа T, является применение методов многопозиционной модуляции, при которых длительность T символа на выходе модулятора увеличивается в log2 M по сравнению с длительностью Tb информационного символа: Tc = Tblog2M, где М — число возможных элементарных сигналов (сигнальных точек). При формировании таких сигналов с OFDM используются методы фазовой манипуляции ФМ-2, ФМ-4, КАМ-16 и КАМ-64.