|
OFDM ning qisqacha tarjimai holi
|
| bet | 4/10 | | Sana | 21.05.2024 | | Hajmi | 6,55 Mb. | | #248985 |
OFDM ning qisqacha tarjimai holi
Parallel chastotali ma'lumotlarni uzatish o'tgan asrning 60-yillari o'rtalarida ixtiro qilingan va bugungi kunda ma'lum bo'lgan ko'plab texnologiyalar singari, dastlab faqat harbiy tizimlarda ishlatilgan. O'sha paytda harbiylar OFDM-dan foydalangan holda 34 ta subtashuvchilardan foydalangan holda parallel ravishda ma'lumotlarni uzatishni amalga oshirdilar. 1980-yillarda OFDM tijorat tizimlarida, birinchi navbatda yuqori tezlikdagi modemlarda va raqamli mobil tarmoqlarda foydalanish uchun ko'rib chiqila boshlandi. 1990-yillarda OFDM modulyatsiyasi raqamli eshittirishda (DAB), er usti teleeshittirishda, yuqori aniqlikdagi HDTV videolarini uzatishda, shuningdek, taniqli ADSL, HDSL texnologiyalarida qo'llanila boshlandi. Uzoq vaqt davomida OFDM murakkab texnik amalga oshirilishi tufayli boshqa aloqa tizimlarida juda keng qo'llanilmadi. Analog usullar yordamida OFDM signalini shakllantirish muammosini hal qilish juda muammoli. Hisoblash tizimlari va raqamli signallarni qayta ishlash usullarining rivojlanishi bugungi kunda OFDM modulyatsiyasini turli xil tizimlarda - radiodan tortib simli liniyalar va hatto optik tolali qurilmalarda qo'llash imkonini beradi.
OFDMning maqsadi nima?
Usul tom ma'noda ortogonal chastotali bo'linish multipleksatsiyasini anglatishiga qaramay, u hali ham birinchi navbatda raqamli modulyatsiya usuli sifatida tasniflanadi. Gap shundaki, OFDM usuli bir vaqtning o'zida ham modulyatsiya, ham multiplekslashdan foydalanadi, lekin multiplekslash o'ziga xosdir. An'anaviy multiplekslash turli manbalardan turli signallarni birlashtirishni o'z ichiga oladi; bu erda bir xil signalning tarkibiy qismlari birlashtiriladi.
Keling, oddiy misol yordamida hamma narsani tushuntirishga harakat qilaylik. Tasavvur qiling-a, biz vitraj oynasini bir nuqtadan ikkinchisiga o'tkazishimiz kerak. Buning uchun bizning ixtiyorimizda ma'lum bir resurs mavjud, aytaylik, 4 ta arava (axborot uzatishda, uzatish uchun mavjud chastota diapazoni resurs sifatida qaralishi mumkin). OFDM holatida biz vitraj oynani ma'lum miqdordagi qismlarga ajratamiz, masalan, ulardan 4 tasi bo'lsin.Keyin, har bir arava posilkaning o'z qismini (vitray oynasini) tashiydi, aravalar esa bir vaqtning o'zida parallel ravishda aylanadi. bir-biriga. Aytaylik, biz yo'lda tosh ko'rinishidagi bitta to'siqqa duch kelamiz (axborot uzatishda, tor diapazonli aralashuvda). Aravalardan biri tosh ustida yuradi va shuning uchun posilkaning bir qismi yig'ish joyiga etib bormaydi.
Guruch. 1
Biroq, vitraj oynasining ko'proq qismlari hali ham to'g'ri qabul qilingan, shuning uchun sezgi va sehr (shovqinga chidamli kodlash) yordamida posilkaning qulashi natijasida yo'qolgan qismini tiklash imkoniyati mavjud. bitta arava.
OFDMsiz qanday bo'lar edi? An'anaviy yondashuv bilan, butun paketni imkon qadar tezroq uzatish uchun biz barcha mavjud resurslardan foydalanamiz, lekin biz butun vitraj oynasini barcha 4 ta aravaga tashlaymiz (biz butun kanalni egallagan yuqori tezlikda modulyatsiya usulidan foydalanamiz. tarmoqli kengligi). Aytaylik, yo'limizda tosh ko'rinishidagi bitta to'siqqa ham duch kelamiz. Natijada aravalardan biri tosh ustidan o‘tib ketadi, vitraj oynasi tushib, parcha-parcha bo‘lib ketadi.
Guruch. 2
Biz bu holatda vitraj oynamiz qanday bo'laklarga bo'linib ketganini bilmaymiz, shuning uchun uni parcha-parcha qayta tiklay olmaymiz. Natija: butun vitraj oynasi qabul qilish nuqtasiga etib bormadi (katta miqdordagi ma'lumotlar yo'qolgan, hatto shovqinga chidamli kodlash ham bu erda bizni qutqarmaydi). Shunday qilib, biz OFDM ning asosiy shiorlaridan biri deb aytishimiz mumkin: "barcha tuxumlaringizni bitta savatga qo'ymang".
OFDM ning xususiyatlaridan biri shundaki, barcha aravalar parallel ravishda, deyarli yonma-yon, bir-biriga aralashmasdan harakatlanishi mumkin. Axborotni uzatishda aravalarning rolini subtashuvchi signallar o'ynaydi, ya'ni. ko'plab tashuvchi tebranishlar (agar bu nima ekanligini unutgan bo'lsangiz, har qanday darslikda modulyatsiya asoslarini o'qing). Keling, “Terminator 2” filmini eslaylik va aravalar suyuq metalldan yasalganini tasavvur qilaylik. Shu munosabat bilan, harakat paytida aravalarning yo'llari qisman bir-biriga yopishib qolsa ham, ular bir-biriga xalaqit bermaydi, qulay tarzda birga yashaydi va davom etadi. Signalning uzatilishiga nisbatan xuddi shunday ta'sir mavjud - signal ortogonalligi. Odatda signallarning ortogonalligi atamasini tushuntirish uchun integral matematik ifoda beriladi. Biroq, hamma narsani batafsil tushuntirishga va'da berilganligi sababli, siz quyidagilarni tushunishingiz mumkin. Ortogonal signallar ajoyib xususiyatga ega - ularning o'zaro energiyasi nolga teng. Subtashuvchilarning ortogonalligi ularning har birini qabul qilishda umumiy signaldan, hatto spektrlari qisman bir-biriga yopishgan taqdirda ham ajratish imkonini beradi. Subtashuvchilar bir-biriga yaqin joylashganligi va hatto qisman bir-biriga yopishganligi sababli (3-rasmga qarang), modulyatsiyalangan OFDM signalining spektral samaradorligi yuqori
Guruch. 3 - Chastota o'qi bo'yicha pastki tashuvchilarning tasviri
Rasmdan ko'rinib turibdiki, har bir pastki tashuvchi alohida tepalik bilan ifodalanadi. E'tibor bering, har bir pastki tashuvchi-ning eng yuqori nuqtasida qolgan pastki tashuv-chilarning qiymati nolga teng. Vaqt o'qida har bir egri chiziq o'zining modulyatsiyalangan signaliga mos keladi. Bu barcha signal-larning yig'indisi murakkab OFDM signalini beradi.
Guruch. 4
Subtashuvchi signallarning parametrlari (masalan, sinusoidlar) ular bir-biriga ortogonal bo'lishi uchun tanlangan. Hisoblash qurilmalari yordamida ushbu harakatni tezda amalga oshirish uchun teskari tez Furye transformatsiyasi (IFFT) algoritmi qo'llaniladi. Ya'ni, biz OBPF blokidan oldingi signal qiymatlari chastota domeniga tegishli ekanligini ataylab tasavvur qila-miz. Keyin OBPF blokining chiqishida biz vaqt o'qi bo'yicha signal qiymatlarini olamiz. Barcha qiymatlarni birlashtirib, biz murakkab kompozit OFDM signalini olamiz.
Guruch. 5
Shuni ta'kidlash kerakki, ushbu soddalashtirilgan diagramma haqiqiy OFDM tizimlarida joylashgan barcha bloklarni aks ettirmaydi. Diagrammani soddalashtirish uchun texnologiyaning ajralmas qismi bo'lgan himoya bitlarini va tsiklik prefiksni qo'shish uchun bloklar bu erda ko'rsatilmagan. OBPF 2^k o'l-chamdagi massivlar bilan samarali ishlaganligi sababli, pastki tashuvchilar soni shunga o'xshash ko'plik bilan tanlanadi.Ma-salan, WiMAX-da pastki tashuvchilar soni 128 dan 2048 gacha tanlanadi va 1,25 MGts dan 20 MGts gacha bo'lgan chastota diapazonlarini egallashi mumkin.
Har bir subtashuvchi kanaldagi talablar va shovqin miqdoriga qarab o'z modulyatsiya formatidan foydalanadi. Qabul qilish uchida yuqoridagi sxemaning barcha bloklari teskari aylantiriladi (DAC o'rniga ADC o'rnatiladi va teskari FFT o'rniga to'g'ridan-to'g'ri FFT o'rnatiladi) va teskari tartibda joylashtiriladi.
OFDM ning asosiy xususiyati nimada, uning barcha zamonaviy aloqa tizimlarida mashhurligini nima aniqladi?
OFDM afzalliklari (ta'kidlashlari):
radiokanaldagi qiyin sharoitlarga bardosh berish qobiliyati, birinchi navbatda, ramzlararo shovqinlarni bartaraf etish va tor diapazonli shovqinlarni bartaraf etish (misolda bo'lgani kabi, biz aravalardan birini yo'qotdik va keyingi paytlarda biz bu yo'lni hali ham o'zgartirishimiz mumkin boshqasiga to'siq);
yuqori spektral samaradorlik. Subtashuvchilar soni cheksizlikka yaqinlashganda, OFDM tizimlari an'anaviy chastotalarni taqsimlash tizimlariga qaraganda deyarli ikki baravar spektral samaradorlikni namoyish etadi.
usulning moslashuvi - signalning tarqalish shartlariga va qabul qilingan signal sifatiga qo'yiladigan turli talablarga moslashish imkonini beruvchi turli subtashuvchilar uchun turli modulyatsiya sxemalarini qo'llash qobiliyati;
raqamli ishlov berish usullaridan foydalangan holda oddiy amalga oshirish (hisoblash qurilmalari quvvatining rivojlanishi bilan oddiy bo'ldi);
pastki tashuvchilar o'rtasidagi aralashuvga qarshi turish qobiliyati, bu ko'p yo'nalishli tarqalishda yaxshi ishlashga olib keladi.
OFDM ning kamchiliklari:
Vaqt va chastotada yuqori aniqlikdagi sinxronizatsiya talab qilinadi;
OFDM signali nisbatan yuqori tepalik faktoriga ega, bu esa ortiqcha energiya xarajatlariga olib keladi;
qo'riqlash oraliqlaridan foydalanish usulning spektral samaradorligini pasaytiradi;
usul Doppler effektiga sezgir bo'lib, uni mobil tarmoqlarda qo'llashda qo'shimcha qiyinchiliklar tug'diradi.
|
| |
