t
1
kechikish
t
2
kechikish
t
3
kechikish
Signalning kengligi
Signalning kengligi
Uzatilgan signal spektri
Qabul qilingan signal spektri
102
simvollarga ega bo‘lgan signallar qo‘shiladi va simvolaro
interferensiya (Inter Symbol Interference, ISI, 2.6- rasm) vujudga
keladi.
2.6- rasm. Simvolaro interferensiya va simvollar ichki
interferensiyaning vujudga kelishi
Signalning buzilishiga simvollararo interferensiya eng salbiy
ta’sir ko‘rsatadi. Modomiki, simvol bu tashuvchi chastotasi,
amplitudasi va fazasi qiymatlari orqali xarakterlanadigan signalning
diskret holati ekan, u holda turli simvollar uchun signalning
amplitudasi va fazasi o‘zgaradi, shuning uchun dastlabki signalni
qayta tiklash juda murakkab bo‘ladi. Buni oldini olish, aniqrog‘i, ko‘p
nurli
tarqalish
samarasini
qisman
kompensatsiyalash
uchun
chastotaviy ekvalayzerlar qo‘llaniladi, lekin simvollar tezligini ortishi
hisobiga yoki kodlash sxemasining murakkablashishi hisobiga
ma’lumotlarni uzatish tezligini ortishi bilan ekvalayzerlardan
foydalanish samaradorligi kamayadi.
Shuning
uchun
4G
standartlarda
tamoyilial
boshqa
ma’lumotlarni kodlash usuli ishlatiladi, u shundan iboratki,
uzatiladigan ma’lumotlar oqimi chastotalar nimkanallari ko‘pligi
bo‘yicha taqsimlanadi va uzatish bu barcha nimkanallarda parallel olib
boriladi (2.7- rasm) [14].
Bunda yuqori ma’lumotlarni uzatish tezligiga aynan barcha
kanallar bo‘yicha ma’lumotlarni bir vaqtda uzatilishi hisobiga
erishiladi, alohida nimkanaldagi uzatish tezligi esa yuqori bo‘lmasligi
ham mumkin. Agar i-nchi kanaldagi uzatish tezligi S
i
bilan belgilansa,
Bitta simvolning davomiyligi
(Т davr)
Ichki simvolli interferensiya
Simvollararo
interferensiya
Тo’g’ri ketma-ketlik
Kechiktirilgan
ketma-ketlik
103
u holda N kanallar orqali umumiy uzatish tezligi quyidagiga teng
bo‘ladi:
Binobarin, chastotalar nimkanallaridan har birida ma’lumotlarni
uzatish tezligini uncha yuqori bo‘lmagan qilish mumkin, bu
simvollararo interferensiyani samarali so‘ndirish uchun zamin
yaratadi.
2.7- rasm. Bitta tashuvchili (a) va OFDM(b) radiosignal spektri
Kanallar chastota bo‘yicha ajratishda alohida kanalning kengligi
bir tomondan, alohida kanal chegaralarida signalning buzilishini
minimallashtirish uchun etarlicha tor, boshqa tomondan esa talab
qilinadigan uzatish tezligini ta’minlash uchun yetarlicha keng bo‘lishi
kerak. Bundan tashqari, nimkanallarga bo‘linadigan kanalning butun
polosasidan tejamli foydalanish uchun iloji boricha chastotalar
nimkanallarini zich joylashtirish kerak, lekin bunda kanallarning bir-
birlariga to‘liq bog‘liq bo‘lmasligini ta’minlash uchun kanallararo
interferensiyaning oldini olish kerak. Sanab o‘tilgan talablarni
qoniqtiradigan chastotalar kanallari ortogonal kanallar deyiladi.
Barcha chastotalar nimkanallaridagi tashuvchi signallar (aniqrog‘i, bu
signallarni tavsiflaydigan funksiyalar) bir-birlariga ortogonal bo‘ladi.
Matematik nuqtai nazardan funksiyalarni ortogonalligi qandaydir
intervalda o‘rtachalashtirilgan ularning ko‘paytmasi nolga teng
bo‘lishini bildiradi. Bu holda bu oddiy quyidagi munosabat orqali
ifodalanadi:
Bitta tashuvchi
Ko’plab tashuvchilar
104
bu yerda T – simvolning davri, f
k
,f
l
– k va l kanallar tashuvchi
chastotalari.
Tashuvchi signallarning ortogonalligini, agr bitta simvol
davomiyligi vaqtida tashuvchi signal tebranishlar butun sonini amalga
oshirsa ta’minlash mumkin. Bir necha ortogonal tebranishlarga
misollar 2.8-rasmda tasvirlangan.
2.8- rasm. Ortogonal chastotalar
T uzunlikdagi har bir uzatiladigan simvol vaqt bo‘yicha
cheklangan sinusoidal funksiya orqali uzatilishini hisobga olish bilan
bunday funksiyaning spektrini ham topish qiyin emas (2.9- rasm).
2.9- rasm. T davomiylikdagi simvol va uning spektri
Bitta simvolning uzunligi
Signal spektri
Chastota, f
Т
Т/2
105
U quyidagi funksiya orqali tavsiflanadi
bu yerda f
i
– i-nchi kanal markaziy (tashuvchi) chastotasi.
Chastotalar nimkanalining shakli ham shunday funksiya orqali
tavsiflanadi. Bunda chastotalar nimkanallarning o‘zlari bir-birlarini
qoplab qolsada, tashuvchi signallarning ortogonalliklari kanallarning
bir-birlariga bog‘liq bo‘lmasligini kafolatlashi, demak, kanallararo
interferensiyaning bo‘lmasligi muhim (2.10-rasm).
2.10- rasm. Ortogonal signallar tashuvchilarili kanallarni chastota
bo‘yicha ajratish
Ko‘rib chiqilgan keng polosali kanalni ortogonal chastotalar
nimkanallariga bo‘lish usuli multiplekslashli ortogonal chastota
bo‘icha ajratish (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,
OFDM) deyiladi. Uning uzatish qurilmalarida ishlatilishi uchun
oldindan N-kanallarga multiplekslangan signalni vaqt bo‘yicha
berishdan chastota bo‘yicha berishga
o‘tkazadigan Fure
teskari tez o‘zgartirishi ishlatiladi (IFFT) (2.11- rasm).
Ta’kidlanganidek, OFDM usulining asosiy afzalliklaridan biri
yuqori uzatish tezligini ko‘p nurli tarqalishga samarali qarshi turish
bilan birligi hisoblanadi. Agar aniqroq aytilsa, OFDM texnologiyasi
o‘zicha ko‘p nurli tarqalishni yo‘qotmaydi, balki u simvollararo
interferensiyani yo‘qotish uchun zaminni yaratadi. Ish shundan
Chastota, f
Chastotalar kanallari
106
iboratki, OFDM texnologiyasining ajralmas qismi himoya intervali
(Guard Interval, GI) tushunchasi hisoblanadi, u simvolning boshiga
qo‘yiladigan simvolni uning tugashida siklli takrorlanishi hisoblanadi
(2.12- rasm).
2.11- rasm. N ortogonal chastotalar nimkanallarini olish uchun Fure
teskari tez o‘zgartirishini amalga oshirish
Himoya intervali ortiqcha ma’lumot hisoblanadi va bu ma’noda
foydali (axborot) uzatish tezligini kamaytiradi. Bu ortiqcha ma’lumot
uzatkichda uzatiladigan ma’lumotlarga qo‘shiladi va simvolni
qabullagichda kabul qilinishida tashlab yuboriladi, lekin aynan u
simvollararo interferensiyani vujudga kelishidan himoya bo‘lib xizmat
qiladi.
2.12- rasm. Simvolning boshlanishiga qo‘yiladigan himoya intervali
Siklli ko’chirish
107
Himoya intervalining bo‘lishi alohida simvollar orasida vaqt
pauzalarini hosil qiladi va agar himoya intervalining davomiyligi ko‘p
nurli tarqalish natijasida signalni kechikish maksimal vaqtidan ortiq
bo‘lsa, u holda simvollararo interferensiyani vujudga kelmaydi
(2.13- rasm).
Himoya intervalining davomiyligi odatda simvolning o‘zini
davomiyligining to‘rtdan bir qismini tashkil etadi.
2.13- rasm. Himoya intervali simvollararo interferensiyani vujudga
kelishiga to‘sqinlik qiladi
| 