Возникли неясности откуда возникает межсимвольная интерференция в OFDM системах? Дело в том что в различных источниках, в том числе и интернет-статьях и публикациях сущность данного явления описывается по разному: Например вот так: При передаче сигнала в открытом пространстве, мы неизбежно сталкиваемся с эффектом многолучевой интерференции, который заключается в том, что сигнал из пункта А в пункт Б попадает в виде суперпозиции(смеси) множества отражённых, рассеяных, преломлённых лучей, которые в процессе распространения проходят различные пути, следовательно в пункте Б будет совокупность многих сигналов с различными амплитудами и начальными фазами, что эквивалентно сложению сигналов с разными фазами. В результате интерференции радиосигналов, пришедших в точку приема с разными задержками, некоторые частотные компоненты радиосигнала ослабляются (сложение в противофазе), а некоторые – усиливаются (синфазное сложение), что приводит к неравномерности частотной характеристики канала. При этом может получится, что произойдёт сложение в пределах одного символа(т.е. фактически МСИ нет), а может получится что задержка будет больше чем длительность импульса и один символ наложится на другой(символ1 наложится на символ2) - собственно получается эффект МСИ.
С другой точки зрения МСИ возникает вследствие того, что переходный процесс от одного импульса не завершается к моменту прихода следующего. При этом известно, что в OFDM поток данных разбивается на несколько поднесущих (преобр. из последовательного в параллельный) и длительность импульса в каждой поднесущей увеличивается, и общая скорость передачи сохраняется, так как данные передаются параллельно на нескольких поднесущих.
Также во многих источниках упоминается защитный интервал - который вводится для борьбы с межсимвольной интерференцией.
Прошу объяснить сущность МСИ в ОФДМ, откуда она возникает? ну и каким образом с ней борется ЗИ. Совершенно не понятны формулировки о борьбе с ISI в OFDM при помощи циклического префикса(ЗИ). Влияние ISI очень зависит от длительности информационного импульса. Для больший скоростей (когда длительность импульса короткая) ISI будет здорово мешать, а для небольших скоростей (информационный импульс достаточно длинный) ISI хотя есть, но его влияние должно быть несущественным. В OFDM за счет распараллеливания потока по поднесущим, символьная скорость в каждой поднесущей очень низкая (т.е. информационный символ достаточно длинный) и соответственно влияния ISI должно быть никаким. В подтверждении этого, во многоих источника говорят о том, что из-за слабой ISI в каждом подканале можно ставить очень упращенные эквалайзеры (однотапные). Почему тогда постоянно говорят о том, что в OFDM с ISI борятся циклическим префиксом, если вроде МСИ там и нет?

Это -частотная интепретация процесса многолучевости



Это - временная интепретация процесса многолучевости



Это относится к искажениям в канале или отдельно взятом луче



Цель увеличить длительность импульса (для борьбы с многолучевостью) - один из главных факторов создания OFDM



МСИ возникает при распространении радиоволн, а не в алгоритме OFDM. OFDM устойчив в условиях МСИ. Так это надо понимать.
Про защитный префикс чуть попозже расскажу - сообразить надо, как правильно объяснить на пальцах соотношение свертки во времени и перемножения в спектре.

В OFDM присутствует циклический префикс - повтор отрезка конца ofdm-символа. Это сделано для того, чтобы линейные искажения канала, накладывающиеся на передаваемое сообщение в виде линейной свертки, вглядели как циклическая свертка с ofdm-символом. Иными словами, за счет того, что циклический префикс (префикс означает - стоящий перед ofdm-символом) равен концу этого символа. Искажения от префикса (в виде линейной свертки) накладывающиеся на начало символа, оказываются равными искажениям от конца ofdm-символа. Таким образом, мы добились с помощью циклического префикса того, что линейная свертка, характеризующая искажения в канале, работает как циклическая по отношению к ofdm-символу.
При декодировании, частью которого является прямое преобразование Фурье, циклическая свертка переходит в поэлементное умножение бинов спектра.
Префикс обязан быть длиннее чем ожидаемая ИХ канала. Иначе искажения с предыдущего символа зацепят текущий.
Вот Вам физика процесса.
Таким образом с многолучевостью борются снижением скорости передачи в каждом спетральном бине, что приводит к увеличению длительности символа и усложнению его временной структуры.
Поскольку у Вас вопросы несколько сумбурные, постарайтесь уяснить сам процесс. Думаю, после этого начнете более правильно ставить вопросы

"в каждом подканале можно ставить очень упращенные эквалайзеры (однотапные)"
Видимо здесь имеется в виду коррекция спектральных бинов просто умножением на коэффициенты, обратные коэф-ту передачи канала. То есть коррекция в спектральной области.
А коэффициент передачи канала легко оценить - обычно в реальном OFDM часть бинов, равномерно распределенных по спектру, передает референсный сигнал, специально для этой цели.

vadkudr

Да согласен, просто я не правильно выразился. Вопрос в том откуда возникает МСИ в случае передачи по алгоритму ОФДМ?, почему необходимо вводить защитный префикс и почему именно его описывают как главное средство борьбы с МСИ в ОФДМ? (ведь в каждом подканале длительность импульса достаточно большая - откуда берется МСИ?).

То ли вы не понимаете, то лм выражаетесь неправильно. Многолучевость возникает при распространении радиоволн, т е при передаче информации посредством радиоволн через пространство, содержащее объекты, отражающие радиоволны. Алгоритм OFDM - один из многих алгоритмов кодирования/декодирования, предназначенный для передачи информации через пространство от передатчика к приемнику. Алгоритмы обладают определенными свойствами. Одно из свойств - устойчивость к многолучевости. МСИ не может возникать внутри алгоритма. Алгоритм может просто нивелировать ее воздействие. Если у вас длина символа OFDM подобрана правильно, Вы будете эффективно устранять воздействие многолучевости. При неправильном выборе параметров OFDM - многолучевость будет существенно искажать результаты декодирования.
Еще раз повторю - МСИ не может возникать внутри алгоритма или при передаче с использованием алгоритма. Она возникает при любой передаче.

vadkudr

Не могли бы вы в таком случае подробнее рассказать как она(МСИ) возникает применительно к ОФДМ!? И действительно ли префикс является главным средством борьбы с МСИ при такой передачи(ОФДМ)?

Сообщение отредактировал Dub01 - Feb 5 2009, 13:58

Рассмотрите одну поднесущую, когда нету префикса из-за многолучёвости предыдущий символ будет накладываться на текущий, можно сделать паузу между символами подобно тому как вы будете уменьшать скорость речи и делать паузы в помещении с эхом чтобы фразы не накладывалиь друг на друга, чтобы не делать провалов в сигнале из конца часть символа ставят в начало, при демодуляции префикс(область наложений) отбрасывают, остаётся лишь скомпенсировать однотаповым эквалайзером в каждой поднесущей поворот по фазе и амплитуду. Чтобы пауза(префикс) не занимала слишком большую часть символа увеличивают количество поднесущих.

Сообщение отредактировал petrov - Feb 5 2009, 14:30

Dub01

Здесь есть тонкость, связанная с критерием Найквиста отсутствия МСИ. Обычно она звучит как необходимость равномерности наложенного спектра. В ОФДМ типа наооборот, требуется равномерность во временной области, чтобы при при приеме при выделении частотных подканалов сохранилась их ортогональность, т.е. при взятии Фурье на приемном конце отсчеты должны принадлежать (определяться) только одним СИМВОЛОМ ОФДМ. Для этого и делают защитные интервалы, и частным случаем этих защитных интервалов является циклический префикс, который помимо защитной функции упрощает решение задач синхронизации и позволяет для коррекции канала использовать циклическую свертку (что эквивалентно умножению спектров), что и приводит к возможности применения типа однотапового эквалайзера.

Кажись вроде так.

petrov,Alex65111
А где гарантии что из-за многолучевости и как следствие МСИ, символ будет принят правильно? Ведь защитный интервал занимает в лучшем случае 25% от длительности символа, а перекрытие(наложение) может произойти и не в этой зоне.

Гарантия в том что защитный интервал больше чем самое большое время задержки значимого луча.

Нюанс заключается в том, что естесственно наложения из-за разности времени прихода лучей будет везде
111111111122222222223333333333344444444445555555555... - первый луч
---11111111112222222222333333333344444444445555555555... - второй луч

(каждый символ по 10 отсчетов, одинаковые цифры в символе только для обозначения принадлежности текущего отсчета к данному номеру символа)

(1)Если это все просуммировать, то получиться, что что в районе границ символа суммироваться будут как отсчеты текущего символа, так и соседнего.
(2)Где-то в середине символа суммроваться будут отсчеты принадлежащие одному символу.

Сумма (1) страшная и против нее борются защитным интервалом
Сумма (2) не так страшна, так как сумма определяется отсчетами только одного символа (хоть и сдвинутыми относительно друг друга) и против этого простенькие эквалайзеры применяют (представь себе для ну очень сильного упрощения следующую ситуацию - сумма синусоид одной частоты, но сдвинутых относительно друг друга на разные фазы, получиться синусоида тойже частоты, с какой то амплитудой и какой то фазой, т.е. не так страшно, а теперь представь себе сумму синусоид с разными частотами, получится ХЗ что)

Итого, в результате многолучевости будут наложения сдвинутых копий, эти наложения можно разделить на два вида - межсимвольные и внутрисимвольные, межсимвольные гасятся защитными интервалами, внутрисимвольными - однотаповыми эквалайзерами (под символом понимается символ ОФДМ!)

а что если произойдёт такое:

1луч: 11111111112222222222333333333344444444445555555555...
2луч: --------------11111111112222222222333333333344444444445555555555....

Тут ведь и ЗИ не спасет!

Вообще получается что если наложение будет больше чем ЗИ по длительности, то как я понимаю МСИ уже не скомпенсировать!?

Параметры модуляции выбираются исходя из модели канала. Длиннее канал, соответственно длиннее делают защитный интервал, соответсвенно больше поднесущих при фиксированном отношении длительности защитного интервала к длительности символа.

Ок спасибо, вопросы исчерпаны