Алгоритмы и устройства обработки сигналов на основе ортогонального частотного мультиплексирования

• Автор: Долгих, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 204 с. : ил.

Оглавление
Список сокращений
Введение
Глава 1.Сигналы с ортогональным частотным мультиплексированием в системах передачи информации
1.1. Развитие систем радиодоступа
1.1.1. Этапы развития систем радиодоступа
1.1.1.1. Сети третьего поколения
1.1.1.2. Сети четвертого поколения
1.1.2. Сигналы на основе ортогонального частотного мультиплексирования
1.2. Канал связи
1.3.0FDM сигнал
1.3.1. Ортогональность частот
1.3.2. Циклический префикс
1.3.3. Синхронизация
1.3.3.1.Пилотные поднесущие
1.3.3.2. Тренировочные последовательности
1.4.Структурная схема приемопередатчика OFDM сигнала
1.5. Недостатки OFDM сигналов
1.5.1. Межчастотная интерференция
1.5.2.Пик-факто р
1.5.3. Аппаратная реализация
Выводы
Глава 2.Синтез оптимального в отношении сигнал/шум квантователя OFDM
сигнала при равномерном квантовании
2.1.Плотность вероятности отсчетов OFDM сигнала
2.2.Квантование отсчетов OFDM сигнала
2.2.1. Оптимальный шаг квантования
2.2.2. Влияние эффектов округления/усечения двоичного представления сигнала на уровень искажений
2.3. Оптимизация квантователя
2.3.1. Приведение максимального отсчета выборки символа к максимальному уровню квантователя
2.3.2. Использование представления чисел в формате с плавающей точкой для формирования OFDM символа
2.3.3. Приведение дисперсии каждого символа к оптимальной при фиксированном шаге квантования
2.4. Квантование OFDM сигнала в условиях аддитивного белого гауссовского шума
2.5. Программная реализация
2.6. Макетирование работы квантователя
Выводы
Глава 3.Оценка линейных фазочастотных искажений OFDM сигнала

3.1. Распределение вероятности амплитуды и фазы суммы сигнала и белого гауссова шума
3.2. Распределение вероятности амплитуды и фазы суммы сигнала и узкополосного шума
3.3. OFDM сигнал, смещенный по частоте
3.4. Оценка параметра компенсации линейных фазовых искажений
3.4.1. Оценка параметра компенсации линейных фазовых искажений в отсутствии априорных данных о точности временной синхронизации
3.4.2. Оценка параметра компенсации линейных фазовых искажений при известной точности временной синхронизации
3.4.2.1. Оценка аддитивного фазового сдвига
3.4.2.2. Оценка параметра компенсации линейных фазовых искажений
3.5. Моделирование
3.6. Аппаратная реализация
Выводы
Глава 4.0FDM модем
4.1. Структурная схема
4.1.1. Передатчик
4.1.2. Приемник
4.1.3. Преобразование спектра в тракте передачи
4.2. Характеристики модема
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Е
Приложение Ж
Приложение
Приложение И
Приложение К
Приложение JI
Приложение М
Приложение Н

Список сокращений
АЦП Аналого-цифровой преобразователь
БПФ Быстрое преобразование Фурье
ДПФ Дискретное преобразование Фурье
КАМ Квадратурная амплитудная модуляция
ОСШ Отношение сигнал/шум
ПАВ Поверхностные акустические волны
ПЛИС Программируемая логическая интегральная схема
ЭВМ Электронная вычислительная машина
СБИС Сверх большая интегральная схема
СКО Среднеквадратичное отклонение
ФАПЧ Фазовая автоподстройка частоты
ФПВ Функция плотности вероятности
ЦАП Цифро-аналоговый преобразователь
ADSL Asymmetric Digital Subscriber Lines
AHDL Altera Hardware Description Language
AMPS Advanced Mobile Phone Services
BPSK Binary Phase Shift Keying
CDMA Code Division Multiple Access
CORDIC Coordinate Rotation Digital Computer
DAB Digital Audio Broadcasting
DVB Digital Video Broadcasting
FFT Fast Fourier Transform
GSM Global System for Mobile Communications
HDSL High-bit-rate Digital Subscriber Lines
HiperLAN FUgli PErformance Radio LAN ICI Inter Carrier Interference

структура приводит к появлению дополнительных «пиков» на выходе согласованного фильтра (Рисунок 1.16), что усложняет задачу поиска максимума и увеличивает вероятность ложного срабатывания.
Отдельно стоит рассматривать вопрос фазовой синхронизации, поскольку фазовые соотношения с течением времени могут изменяться и корректировка только по тренировочной последовательности недопустима. Различные авторы предлагают разнообразные способы оценки и компенсации ошибки фаз поднесущих. В общем случае все алгоритмы возможно разделить на два класса:
• По тренировочной последовательности происходит первоначальная установка фаз поднесущих и затем производится слежение за изменением фаз поднесущих. Сигнал корректировки обычно вырабатывается после детектирования символа [35 - 38]. Основной недостаток данных методов состоит в том, что считается наличие точной установки фаз поднесущих по тренировочной последовательности, что невозможно в условиях наличия шумов.
• Оценка фаз основывается на пилот-сигналах и производится в каждом символе [39,40]. Однако получившиеся результаты предполагают вычисления функции арктангенса, что сложно реализовать с достаточно большой скоростью.
Таким образом вопрос фазовой синхронизации хотя и можно считать широко проработанным, но на сегодняшний день отсутствует достаточно простое решение для ее реализации.
1.4. Структурная схема приемопередатчика OFDM сигнала
Формирование OFDM сигнала производится при помощи цифровых схем. Формируемый сигнал при этом выражается