1 / 25

Orthogonal Frequency Division Multiplexing

Orthogonal Frequency Division Multiplexing. Alapok és alkalmazások. Tartalom. Bevezető OFDM elv OFDM adó Jel előállítás Problémák Vevő Többszörös hozzásférés FDMA, TDMA, CDMA Adaptív moduláció, csatorna kódolás Példa Elméleti, IEEE 802.16, 802.11a, Hiperlan2. Bevezető.

long
Download Presentation

Orthogonal Frequency Division Multiplexing

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Orthogonal Frequency Division Multiplexing Alapok és alkalmazások

  2. Tartalom • Bevezető • OFDM elv • OFDM adó • Jel előállítás • Problémák • Vevő • Többszörös hozzásférés • FDMA, TDMA, CDMA • Adaptív moduláció, csatorna kódolás • Példa • Elméleti, IEEE 802.16, 802.11a, Hiperlan2

  3. Bevezető • Új átviteli technikák alkalmazása nem divat, hanem valós igények felmérésén alapszik • Adat szolgáltatás, felhasználói sűrűség, bit sebesség, egyszerűbb architektúra, aszimetrikus adatforgalom, adaptivitás • Vegyünk egy frekvencia szelektív fadinges csatornát, ahol nagy bit sebességgel szeretnénk kommunikálni. • Ts<Tchd • ISI alakul ki -> torzítás -> kiegyenlítő szükséges ->komplex vevő • Cél eredő bit sebesség megtartásával, ISI mentes egyszerű átviteli rendszert tervezni!!!

  4. Az egy gyors csatorna helyett, sok alacsonyabb sebességű csatornákat alkalmazni • S/P átalakítás • A bit sebesség az eredeti K részére csökken • Ha Ts’>Tchd, nincs ISI • a többutas terjedés késleltetés szórásból adódó idő diszperzió csökken • Felhasználható • Ahol nagy a csatorna késleltetés • Pl: szélessávú átvitel, v. épületen belüli rendszerek

  5. Spektrum felosztása több ortogonális csatornára • 4 alvivő • A rendel-kezésre álló sávszélesség hatékony kihasználása miatt összetoljuk az alvivőket.

  6. Megoldás: • Az alvivők ortogonálisak egymásra • Ahol az egyik vivőnek maximuma van, ott a többi vivő eltünik. • Vivők közötti távolság f =1/Ts • OFDM spektrum kielégíti a Nyquist-kritériumot • ISI nélküli átvitel • Megj: A Nyquis K-hoz szükséges jelforma nem idő-, hanem frekvencia tartományban van. • -> Nem ISI, hanem ICI mentesen kell kommunikáni.

  7. Egy T-n belül a ciklus pontosan egyész számú többszöröse található. • A szomszédos alvivők között pontosan egy ciklus különbség van. • Ez adja az ortogonalitást • Hogyan állítunk elő ilyen jeleket?

  8. OFDM jelgenerálás • Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT) • Komplexitási okok miatt IFFT • N pontos IDFT: N2 komplex szorzás • IFFT: (N/2)log2(N)– radix-2 algoritmus

  9. Védő idő • Védő idő, ciklikus kiterjesztés • Többutas terjedés -> ISI -> két vivő nem ortogonális • Védő idő beiktatása, ami hosszabb, mint a várt késleltetés szórás • Nincs interferencia a következő szimbólummal • Típusai • Nincs adat (csupa nulla) • Szimbólum késleltetett másolata, egy FFT intervallumon belül egész számszorosa egy ciklusoknak

  10. Ablakozás • A PSK moduláció miatt a szimbólumok végén fázisugrás • A sinc(x) függvények miatt a sávon kívüli spektrum lassan csökken • Emelt koszinuszos szűrő ablakot alkalmaznak az időtartományban.

  11. Problémák • Peak to Average Power Ration (PAPR) • probléma a ADC/DAC,valamint az RF teljesítmény erősítőnél • Megoldás • Csatorna kódolással • OFDM szimbólum csúcsértékei (peaks) körüli nemlineáris torzítása • peak windowing, peak cancellation • scrambling minden OFDM szimbólumot különböző scrambling kóddal és a legjobbat kiválasztani • Vivő szinkronizálás • Ortogonalitás csökken, demodulálás romlik • Pilot jelek beillesztése • Csatorna becslés

  12. OFDM vevő • FFT • Csatorna paraméter becslés • Pilot jelekből • Felhasználható: adaptív moduláció, - kódolás

  13. Többszörös hozzáférés • OFDM/FDMA (OFDMA) • OFDM/TDMA • OFDM/CDMA (MC-CDMA)

  14. Többszörös hozzáférés

  15. Szükséges, elfogadott szabályok • Tg=4 x rms késleltetés szórás • Ts=5 x Tg • # alvivők= -3dB sávszélesség / f =bit. seb/alvivő bit. seb

  16. Adott • Bit seb: 20 Mb/s • Csatorna késleltetés: 200 ns • Max Sávszélesség: 15 MHz • Számított • Tg=800 ns • Ts=6*Tg=4.8us • f =1/(4.8 – 0.8) = 250 kHz • 20 MHz * 4.8 us = 96 bit info / alvivő -> 16QAM + ½ kódolás (2bit/szimbólum) -> 48 alvivő v. • QPSK + ¾ kódolás (1.5 bit) -> 64 alvivő ->64*250=16 MHz 

  17. OFDM alkalmazás • DAB, DVB-T • IEEE 802.11a – WLAN PHY rétege • HiperLAN/2 • IEEE 802.16a – WirelessMAN (2-11GHz) • xDSL

  18. Hiperlan • Vivők sz. = 52 (48+4) • B = 20 MHz • Tg = 800 ns • Moduláció:BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM • Konvoluciós kódoló: ½, ¾ v. 9/16 punctured • Bit seb.:6,9,12,18,27,36,54 Mbps

  19. WirelessMAN • 1998 augusztus – 2002 Április • Frekvencia sáv • 10-66GHz SC • 2-11 GHz MC • MAC • Pont – több pont • Nagy sebesség (UL/DL) • Folytonos és börsztös folyam

  20. 10-66 GHz • LOS terjedés • SC moduláció • DL: TDM jelek • UL: TDMA • TDD és FDD

  21. 2-11 GHz • Még nincs kész a szabvány • NLOS terjedés • Többutas terjedés!! • WirelessMAN-OFDM 256 pontos trafo • TDMA csatorna hozzáférés • WirelessMAN-OFDMA 2048 pontos trafo

  22. PHY réteg • Csatorna sávszélesség: 20 v. 25 v. 28 MHz • FEC kódolás: Reed-Solomon GF(256) • Moduláció: QPSK, 16QAM, 64QAM • Keret hossz: 0.5, 1, 2 ms

More Related