Лекция №3. Техническое обеспечение САПР. Передача дискретных данных, страница 6

В левойчасти рис. символы данных представлены во временной области. Символы преобразуются в частотную область с помощью быстрого преобразованияФурье и затем, в частотной области, они перераспределяются в нужные места общего спектра несущей. В этом упрощенном примере число поднесущихQPSK было сокращено до четырех.По оси времени используется понятие временной единицы TS = 1/(15000x2048) - расстояние между поднесущими 15 кГц, количество поднесущих2048. Передача по радиоканалу осуществляется кадрами (frame) длиной Tf = 307200xTS = 10 мс.

При этом поддерживаются две структуры кадров.Одна для случая частотного дуплекса (FDD), другая - для временного дуплекса (TDD). Для случая FDD каждый кадр состоит из 20 слотов длиной Tslot =15360xTS = 0.5 мс, которые пронумерованы от 0 до 19. В каждом слоте (0.5 мс) передают 6 или 7 OFDM символов в зависимости от длительностициклического префикса (Cyclic Prefix, CP). Длительность циклического префикса равна TCP = 160xTS = 5.2 мкс перед первым символом и TCP = 144xTS =4.7 мкс перед остальными символами.Весь канальный ресурс разбивается на ресурсные блоки (РБ). Один блок состоит из 12 расположенных рядом поднесущих, занимающих полосу 180кГц, и одного временного слота, включающего 6 или 7 OFDM символов общей длительностью 0.5 мс.

Каждый OFDM символ на каждой из поднесущихобразует ресурсный элемент (РЭ), который характеризуется парой значений {k, l}, где k - номер поднесущей, l - номер символа в ресурсном блоке. Дляслучая TDD кадр так же состоит из 10 подкадров длиной 1 мс.Рис. Сравнение передачи серии символов данных QPSK в OFDMA и SC-FDMAТаблица 1. Параметры нисходящего физического уровня LTEШирина канала, МГц1,25Длительность кадра, мс102,5510Длительность субкадра, мс1Расстояние между поднесущими, кГц15Частота выборки, МГцРазмер БПФ15201,923,847,6815,36 23,0430,72128256512102415362048Количество поднесущих (в т. ч. постоянный сигнал) 761513016019011201Защитные поднесущие52105211423635847Количество ресурсных блоков612255075100Ширина канала, МГц1,140 2,265 4,515 9,015 13,515 18,015Эффективность использования полосы, %77,1OFDM символы/субкадр7/6 (короткий/длинный префикс)Длина короткого префикса, мкс5,2 (первый символ)/4,69 (остальные шесть)Длина длинного префикса, мкс16,6790Обычно в канале присутствует временная дисперсия — части передаваемого сигнала принимаются с различными задержками из-за многолучевостираспространения и отражений.

В итоге ортогональность частично теряется, появляется интерференция как между битами внутри символа, так и междусимволами. Для предотвращения перекрытия в начало OFDM-символа вводится циклический префикс CP, содержащий конечные биты предыдущегосимвола..