Ипатов В. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов (2007) (1151883), страница 84
Текст из файла (страница 84)
В этом и состоит главная причина популярности ОРОМ: для того чтобы реализовать этот МЧМ формат, нет нужды модулировать данными выходы параллельных генераторов М, несущих, а затем суммировать модулированные колебания. Тот же выходной эффект можно получить с помощью обратного ДПФ передаваемых модуляционных символов. Таким образом, типовой ОРОМ передатчик (рис. 10с4) содержит демультиплексор и блок ОДПФ, с выхода которого снимается вектор обратного ДПФ (10.29).
Последний далее преобразуется из параллельной формы в последовательную, т. е. поток следующих друг за другом отсчетов, и интерполируется до непрерывного ОРОМ символа (10.28), который (после введения префикса, см. ниже) переносится <вверх» для передачи на нужной центральной частоте (о. ором мнтерпо- символ лнтор Рис. 10.4. Формирование Ос ВМ символа На приемной стороне также отсутствует надобность в использовании банка М, параллельных приемников, настроенных каждый на свою лее пеРеносУ на некотоРУю центРальнУю частотУ 1о, имеет виД Я(») = ~ ~Ь;ехр(у2ттЛ») = ~ ~Ь,ехр ~, ~, 0 < 1 < ~т, (10.28) »=1 »=1 где ~т принята равной нулю и, следовательно, 1» = (» — 1)Р = (» — 1)/Т„'. Последнее допущение не ведет к потере общности, так как окончательный номинал центральной частоты устанавливается в ходе последующего переноса спектра «вверх».
Сигнал (10.28) является ОРОМ символом, причем число различных ОРВМ символов (объем ОРОМ алфавита Монт»м) определяется объемом модуляционного алфавита М и числом частот: Мором = Мыс. В случае, например, БФМ ОРОМ Мором = 2м' Дискретизация (10.28) с интервалом Т, = Тр/М, приводит к последо- вательности ~~(410 Глава 10. Некоторые направленнл дальнейшего прогресса поднесущую, поскольку последовательность (Ь») можно извлечь из (10.29) прямым ДПФ (ПДПФ): Яехр ~ — ~ = МеЬ;, » = 1,2,...,Мс. (10.30) — ~ у2я( — 1)11 ~=о с Этот результат показывает, что блок ПДПФ пригоден для расщепления принятого ОРОМ символа на М, субканальных эффектов, необходимого для извлечения переданных данных. Заметим, однако, что с выхода реального канала приемник получает в свое распоряжение не»чистый» ОРОМ символ, а комплексную огибающую У(1), являющуюся продуктом искажения ОРОМ символа шумом и МСИ.
Согласно генеральной идее, МЧМ, увеличивая длительность символьной посылки, ограничивает глубину распространения МСИ лишь символом, следующим за текущим. Для исключения и этого остаточного влияния можно ввести защитный интервал длительности Тд > тд» между соседними МЧМ символами.
Этот интервал не обязательно оставлять пустым. Более того, заполнение его циклическим префиксом ОРПМ символа значительно облегчает нейтрализацию канальных многолучевых эффектов. Введение циклического префикса служит для преобразования свертки переданного сигнала и импульсного отклика канала в циклическую, соответствующую произведению их ДПФ образов.
Обозначим через и = 1тд»(Т,~ целое число интервалов дискретизации в максимальной канальной задержке и добавим и последних отсчетов (10.29) как префикс в передаваемый ОРПМ символ. Приемник отбросит первые и отсчетов Яп 1 = — и, — и+ 1,..., М, — 1, так что многолучевые реплики предшествующего ОРПМ символа не затронут М, оставшихся отсчетов.
В то же время запаздывающие реплики самого текущего символа войдут в более поздние отсчеты как помеха много- лучевого распространения. Если Но, Нм..., Н вЂ” отсчеты импульсного отклика канала, то каждый отсчет наблюдения 1'~, 1 = 0,1,..., М, — 1 (в пренебрежении шумом) находится как свертка вида о У) = ~ А Н, 1=0,1,...,М,— 1. (1 0.31) т=в Благодаря циклическому префиксу последовательность Я~ т, 1 = О, 1, ..., М, — 1 оказывается циклическим сдвигом последовательности Я при любом т = О, 1,..., и, поэтому (10.31) есть циклическая свертка, и ее ДПФ-спектр есть произведение ДПФ А и Н, последовательностей Я и Нь ДПФ первой — — просто масштабированная последовательность модуляционных символов (Ь;1 (см.
(10.30)), тогда как дд.д. Я дд ~ ОРОМ ° 1,1)) — пеРеДаточнаЯ фУнкЦиЯ канала на частотах ~; = 1м У2,..., ~м., так что (10.32) Полученный результат показывает, что для устранения влияния канала на ОгьдМ сигнал, т.с. зквалайзинга, достаточно лишь разделить каждый отсчет на выходе блока ДПФ приемника на отсчет передаточной функции канала Н; на соответствующей частоте2. Для получения сведений о текущем состоянии канала, т. е, Н;, обычно применяются те или иные обучающие процедуры. Отметим также, что так как защитные интервалы являются разновидностью непроизводительных затрат, уменьшающих скорость передачи данных, иногда полезно увеличивать значение М, с тем, чтобы уменьшить долю защитного интервала в общей длительности ОИ)М символа. Если данные передаются с помощью ФМ и субканальные сигналы обрабатываются раздельно, т.е.
т'-я компонента ПДПФ используется независимо от остальных для демодуляции переданного символа Ь;, вышеназванный зквзлайзинг можно упростить до компенсации канального фазового сдвига, поскольку амплитуда поднесущей для принятия решения не нужна. Когда же выполняется совместная обработка субканальных откликов, например при МЧМ реализации СОМА, обсуждаемой ниже, амплитуды Н; критически необходимы для «полногоз зквзлайзинга. У(0 дискрети- Уд Удаление затор префикса Рис. 10Л. Структура приемника ОИ)М Суммируя сказанное, можно представить ОИ)М приемник в виде структуры на рис.
10.5. Дискретизатор формирует последовательность отсчетов 10 префиксный сегмент которой затем отбрасывается. Оставшаяся последовательность далее трансформируется в параллельную форму. Такое выравнивание передаточной функции канала известно как нуль-форсирующий зквзлайзинг, уие упоминавшийся в 1 6.12. ( 412 Глава НЬ Некоторые направление дальнейшего прогресса Блок ПДПФ выдает компоненты ДПФ спектра 1с, представляющие собой искаженные шумом и канальными эффектами символы данных Ъ,.
Поэтому после эквалайзинга (простого умножения на подходящие весовые коэффициенты ш,*) их можно использовать для оценки символов Ь„ подобно тому как это делается при обычной передаче данных с помощью БФМ, КФМ, КАМ и т.д. 10.2.3. Многочастотное кодовое разделение МЧМ формат легко адаптируется к многопользовательской среде, предоставляя одну из конкурентных платформ для осуществления кодового разделения. В отличие от ПРС-СОМА, где разделение пользовательских сигналов достигается адекватным выбором формы сигнатур во временной области, в многочастотной версии СОМА (МЧМ-СОМА) сигнатуры формируются в частотной области с помощью специфического для каждого пользователя управления амплитудами и фазами поднесущих. Принцип МЧМ-СОМА можно обьяснить, перебросив мосппс ог ПРС-СОМА к МЧМ передаче.
Вернемся к рис. 10.3 и вообразим, что в роли быстрого битового потока источника выступает поток символов данных й-го пользователя, расширенный с помощью к-й пользовательской ПРС-сигнатуры длины (коэффициента расширения) Ф. Тем самым имеется Ф ПРС чипов длительности сь на один символ данных Й-го пользователя длительности Тр. Демультиплексируем этот широкополосный ПРС поток в М, = Ф медленных потоков, расщепив каждый символ данных в Ме = Х параллельных чипов большой длительности А' = Тр — — ФА.
Каждый из этих параллельных медленных потоков чипов далее передается в формате МЧМ (ОРОМ), так что каждый пользователь обладает своим специфическим законом модуляции поднесущих. Представим теперь сказанное в более Формальной трактовке. Пусть Ьь — текущий символ данных й-го пользователя.
Пусть аь = (аь,о аьд,,аь,~ч-1) -- сигнатурный вектор Й-го пользователя, используемый теперь в частотной области. Для формирования МЧМ-СОМА сигнала Ф компонент вектора Ь|аь манипулируют параллельно амплитуды и фазы М = Х поднесущих 11, ~г,..., ~~ч в течение длительности посылки данных Тр. Суммирование всех манипулированнь1х поднесущих дает ь'-й МЧМ-СОМА символ длительности Тр, передаваемый к-м пользователем. Безусловно, при Р = 1(Тр удобнее реализация МЧМ-СОМА на характерной для ОРОМ ДПФ-основе, однако прямое формирование МЧМ-СОМА сигнала, показанное рис.
10.6 для действительных (например, БФМ) алфавитов данных и сигнатур, нагляднее в иллюстративном отношении. Обобщение данной 1«.«. и ду ь «РРИ 4~~3 схемы на случай комплексных алфавитов не вызывает затруднений. При реализации ее в формате ОРОМ блок ОДПФ заменяет многоканальную структуру рис. 10.6. олм в«,в «сов(2«1«) Рис. 10.6. Формирование МЧМ-СОМА сигнала и-го пользователя В синхронных системах без перенасьпцения, подобных мобильной линии «вниз», любое множество К < 1У ортогональных сигнатурных векторов (к примеру, функций Уолша) обеспечило бы свободное от ПМД разделение ОРРМ МЧМ-СПМА пользовательских сигналов, поскольку ортогональность ДПФ спектров гарантирует ортогональность ОРОМ символов.
Выбор сигнатур в асинхронных системах (например, мобильных линиях «вверх») не столь однозначен, хотя некоторые минимаксные сигнатурные ансамбли, характерные для асинхронных ПРО-СПМА систем (см. ~ 7.5), могут оказаться полезными и для МЧМ-СОМА ~105 — 107). Специфической проблемой синтеза МЧМ-СОМА сигнатур, с которой приходится особенно считаться при проектировании линий «вверх», являются глубокие вариации действительной огибающей сигнала, т.е.
— в отличие от ПРССПМА — пик-фактор, значительно превосходящий единицу. Этот аспект нередко становится решающим, так как при прочих равных условиях среди ряда кандидатов на роль сигнатурного ансамбля естественно отдать предпочтение тому, для которого пик-фактор минимален. На рис. 10.7 представлена концептуальная (не на основе ДПФ) структура МЧМ-СПМА приемника 1«-го пользователя. Она содержит А« = М, субканалов, каждый из которых настроен на собственную поднесушую и реализован в виде комплексного коррелятора, обрабатывающего комплексную огибающую наблюдения г(«).
Для нейтрализации плоского фе- ~~(4!4 Глава 10. Ненотаорме направления дальнейнлеео проересса динга в каждом частотном субканале комплексная величина йьд с выхода 1-го коррелятора взвешивается комплексным коэффициентом лое и умножается на комплексно сопряженный символ сигнатуры а~с Последняя операция есть не что иное, как эквивалент сжатия спектра в частотной области. Продукт суммирования полученных произведений по всем субканэлам — статистика йь — используется далее для оценки (демодуляции) текущего символа данных Ьь й-го пользователя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
