CDMA и OFDMA, разница в кодировании CDMA и OFDMA Опции

[alexast]

Уважаемые коллеги!
Внесите, пожалуйста, ясность для моего понимания логики разницы двух способов кодирования информации CDMA и OFDMA.
Для того чтобы понять вопрос попробую сформулировать направление мысли:
1. Оба стандарта относятся к категори широкополосных стандартов. Давайте определимся с определением широкополосности.
2. Для OFDMA применяются ортогональные частоты. Здесь более менее ясно, почему потом в этой широкополосности их можно разделить. В стандарте CDMA или WCDMA (на разнице можно будет остановиться потом) применяются коды, которые будучи промодулированными сигналом могут быть потом декодированы.
Теперь вопросы:
Для стандарта CDMA как я понимаю эти коды тоже как сигналы ортогональны по этой причине их и можно декодировать, правильно ли?
При чём здесь шумоподобность сигнала, из чего она вытекает?
Далее думаю вопросы будут возникать по ходу дискуссии – обсуждению.
Заранее спасибо с уважением Алексей.

[связист]

1. OFDM не относится к широкополосным сигналам. К широкополоссным сигналам относятся сигналы с большой базой, то есть с базой >>1 . То есть, когда произведение полосы частот сигнала на длительность модемного символа велико, значит у сигнала большая база и сигнал считается широкополосным. А в OFDM базу сигнала надо рассчитывать как произведение длительности модемного символа на полосу одного подканала. И получится, что сигналы с OFDM обычные узкополосные сигналы.
2. Под шумоподобностью сигнала подразумевается, что его спектр расширен по сравнению с полосой минимально необходимой для передачи информации. А в замен расширению полосы (что само по себе является нерацианальным использованием спектра) получаем:
а) высокую помехоустойчивость сигнала за счёт того, что после сужения спектра отношение сигнал/шум увеличивается;
б) возможность работы в одной полосе частот нескольких каналов связи с разными расширяющими последовательностями.

Вот где-то примерно так.

[Serg76]

1. OFDM не относится к широкополосным сигналам. К широкополоссным сигналам относятся сигналы с большой базой, то есть с базой >>1 . То есть, когда произведение полосы частот сигнала на длительность модемного символа велико, значит у сигнала большая база и сигнал считается широкополосным. А в OFDM базу сигнала надо рассчитывать как произведение длительности модемного символа на полосу одного подканала. И получится, что сигналы с OFDM обычные узкополосные сигналы.

Вобщем то под широкополосными принято понимать сигналы, полоса которых сравнима с несущей частотой, конечно, в пределах какого-то коэффициента перекрытия (например, 1/10). А то, что Вы описали, это классификация на простые и сложные сигналы. Сложные - это с базой >>1, а простые с базой, примерно равной 1.
WiMAX Вы тоже не считаете широкополосным сигналом? хотя там используется ортогональное частотное разделение - OFDM

Сообщение отредактировал Serg76 - Nov 21 2010, 07:45

[связист]

Вобщем то под широкополосными принято понимать сигналы, полоса которых сравнима с несущей частотой, конечно, в пределах какого-то коэффициента перекрытия (например, 1/10). А то, что Вы описали, это классификация на простые и сложные сигналы. Сложные - это с базой >>1, а простые с базой, примерно равной 1.
WiMAX Вы тоже не считаете широкополосным сигналом? хотя там используется ортогональное частотное разделение - OFDM

Это определение из википедии. Оно не точное. А точное определение можно найти например у Финка в "Теории передачи дискретных сообщений", или кажется ещё у Котельникова в "Теории потенциальной помехоустойчивости" есть.
С WiMAX пока не разбирался, поэтому не могу сказать к каким сигналам я отношу сигналы WiMAX.

Скажу сразу я не спец по CDMA. Но кажется он там расширен если интегрировать "отсюда до нового года" - т.е. на значительном интервале времени. А на мгновенном как-бы и нет. А-ля "фрекюнси-хоппинг"... Но мож я чо попутал!?

Дак как так? Чем шире полоса тем больше шум - школа старшин и сержантов. А может быть за счет того что "частотно-временное" представление функций стараются как можно сильнее удалить(в любом пространстве, не обязательно эвклидовом) как от смежных(не по частотному плану) каналов так и возможных помех.


...не так все просто. Там нехилые расчеты нужно проводить - реализуемо ли это физически. 2-а UWB трансивера математически можно легко развязать, но физически они могут вывести из строя друг у друга приемники - это конечно немного надуманный пример, но он недалек от суровой реальности.


а... а... а деньги где? Юмор...

Для внесения ясности в методы расширения спектра, и ещё чтобы мне не выступать в роли испорченного телефона, предлагаю почитать Скляра "Цифровую связь" главу 12. Там доступно и с примерами объясняются методы расширения спектра. В частности описываются два метода: прямой последовательности и псевдослучайной перестройки частоты. А также описывается почему на приёмной стороне можно получить бОльшее отношение сигнал/шум после сужения спектра.
А в главе 12.7 описывается как несколько каналов могут работать в одной полосе частот.
А на счёт двух UWB трансиверов я не совсем понял. Я же не предлагаю передатчики и приёмники трансиверов сажать на одну антенну. Тут речь идёт не о том как развязать входные цепи приёмников и выходные цепи передатчиков, а о там как позволить множеству обонентов работать одновременно в одной полосе частот.

[DRUID3]

Для внесения ясности в методы расширения спектра, и ещё чтобы мне не выступать в роли испорченного телефона, предлагаю почитать Скляра "Цифровую связь" главу 12.

...как Вы думаете - много ли книг по теории бокса прочел Майк Тайсон?

Там доступно и с примерами объясняются методы расширения спектра.

В частности описываются два метода: прямой последовательности и псевдослучайной перестройки частоты.

А также описывается почему на приёмной стороне можно получить бОльшее отношение сигнал/шум после сужения спектра. А в главе 12.7 описывается как несколько каналов могут работать в одной полосе частот.

Вот мне и кажется, что этот(как там его - Скляр, да? ) понимает почему - а Вы, увы, пока не очень. Потому и отсылаете к аФФтАритетам ...

А на счёт двух UWB трансиверов я не совсем понял. Я же не предлагаю передатчики и приёмники трансиверов сажать на одну антенну. Тут речь идёт не о том как развязать входные цепи приёмников и выходные цепи передатчиков, а о там как позволить множеству обонентов работать одновременно в одной полосе частот.

...понимаю. Но я всего лишь хотел уточнить - к сожалению реальные физические системы астрономически далеки от абстракций которыми их пытаются описАть теоретики электросвязи. И на практике не так все просто. Технические возможности аппаратуры(максимальная скорость изменения частоты, алгоритмы синхронизации, характеристики аналогового тракта) иногда причудливым образом отсекают на первый взгляд очевидные преимущества и порождают новые ограничения.

[sup-sup]

OFDM - широкополосный сигнал (длина символа на полосу обычно значительно больше единицы).
OFDM - шумоподобный сигнал, так как имеет спектр примерно равномерный как по частоте (в своей полосе), так и по времени (хотя бы в пределах символа). Межсимвольные переходы как-то портят шумоподобность. К примеру, импульсный или ЛЧМ сигналы - тоже широкополосные, но не шумоподобные.
В Радиосканнере достаточно информации, кстати, есть программка SA - для анализа сигналов.
Ортогональность применяется для плотной упаковки поднесущих (с использованием нулей Sin(x)/x). Негативное следствие ортогональности - приемник слишком чувствителен к узкополосной помехе.

[DRUID3]

OFDM - шумоподобный сигнал, так как имеет спектр примерно равномерный как по частоте (в своей полосе), так и по времени (хотя бы в пределах символа). Межсимвольные переходы как-то портят шумоподобность.

...да ну елки... зачем писАть такую ерунду дезинформируя новичков? Так и газета "Комсомольская правда" тоже тогда шумоподобный сигнал... А вот ежели взять хороший АМ передатчик и пошуметь в микрофон? Шумоподобен сигнал? Или той же газеткой пошуршать ... Спрашивается о чем тогда тома Гоноровского - ведь так все просто? Под шумоподобным сигналом понимают не детерминированность информации в нем зашифрованной, а отсутствие детерминированной несущей. В АМ она есть сколько газеткой не шелести. У шумоподобного сигнала она тоже есть - квазислучайная - сложная, в идеале ни с чем больше кроме структуры своего приемника коррелируемая...

OFDM никаким боком к шумоподобным сигналам не относится!!!

[Serg76]

...да ну елки... зачем писАть такую ерунду дезинформируя новичков? Так и газета "Комсомольская правда" тоже тогда шумоподобный сигнал... А вот ежели взять хороший АМ передатчик и пошуметь в микрофон? Шумоподобен сигнал? Или той же газеткой пошуршать ... Спрашивается о чем тогда тома Гоноровского - ведь так все просто? Под шумоподобным сигналом понимают не детерминированность информации в нем зашифрованной, а отсутствие детерминированной несущей. В АМ она есть сколько газеткой не шелести. У шумоподобного сигнала она тоже есть - квазислучайная - сложная, в идеале ни с чем больше кроме структуры своего приемника коррелируемая...

OFDM никаким боком к шумоподобным сигналам не относится!!!

+1) . что-то ребята совсем зашумоподобились и заширокополосились без обид. но книги классические надо читать не только по литературе, но и по радиотехнике, ... все-таки форум радиотехнический

OFDM - широкополосный сигнал (длина символа на полосу обычно значительно больше единицы).
OFDM - шумоподобный сигнал, так как имеет спектр примерно равномерный как по частоте (в своей полосе), так и по времени (хотя бы в пределах символа). Межсимвольные переходы как-то портят шумоподобность. К примеру, импульсный или ЛЧМ сигналы - тоже широкополосные, но не шумоподобные.
В Радиосканнере достаточно информации, кстати, есть программка SA - для анализа сигналов.
Ортогональность применяется для плотной упаковки поднесущих (с использованием нулей Sin(x)/x). Негативное следствие ортогональности - приемник слишком чувствителен к узкополосной помехе.

OFDM никоим образом нельзя отнести однозначно не к широкополосным не к узкополосным сигналам. все будет зависеть от конкретной ситуации. примером как я уже говорил может служить множество передач в КВ диапазоне, использующих OFDM мультиплексирование. или Вы тоже будете утверждать, что передачи в КВ диапазоне, использующие в качестве ширины полосы размер стандартного телефонного канала (3,1 кГц) тоже являются широкополосными. но это же бред !!!!!
Ортогональность в OFDM используется по нескольким причинам: для борьбы с многолучевостью канала передачи и, кроме того, для облегчения выделения отдельных составляющих из общего спектра сигнала передачи, в этом случае для выделения поднесущих не надо применять фильтрацию, как это необходимо делать в многоканальных модемах, использующих фильтровой способ формирования сигнала, который в общем случае не является ортогональным при распределении поднесущих.

[связист]

или Вы тоже будете утверждать, что передачи в КВ диапазоне, использующие в качестве ширины полосы размер стандартного телефонного канала (3,1 кГц) тоже являются широкополосными. но это же бред !!!!!

И вовсе это не бред. Всё зависит от того, какой вид модуляции у этого сигнала и какие скорости битового потока при этом получаются.
Вполне может быть широкополосный сигнал в полосе частот телефонного канала.

OFDM - широкополосный сигнал (длина символа на полосу обычно значительно больше единицы).
OFDM - шумоподобный сигнал, так как имеет спектр примерно равномерный как по частоте (в своей полосе), так и по времени (хотя бы в пределах символа). Межсимвольные переходы как-то портят шумоподобность. К примеру, импульсный или ЛЧМ сигналы - тоже широкополосные, но не шумоподобные.

Тогда дайте определение широкополосности, шумоподобности и ортогональности. А то по вашему получается, что если сигнал визуально похож на шум, то он шумоподобный, а если сигнал занимает полосу больше какого-то значения, то он становится широкополосным...

[Serg76]

И вовсе это не бред. Всё зависит от того, какой вид модуляции у этого сигнала и какие скорости битового потока при этом получаются.
Вполне может быть широкополосный сигнал в полосе частот телефонного канала.

Вот это открытие!!!!! надо срочно звонить в Нобелевский комитет. до 10 декабря еще есть время, пока еще не успели все премиальные раздать. Может вы тогда расскажите как используя СТК передать мегабиты данных в дуплексном режиме в xDSL соединениях или телефонных сетях общего пользования? В конце концов приведите примеры таких сигналов.

[связист]

Может вы тогда расскажите как используя СТК передать мегабиты данных в дуплексном режиме в xDSL соединениях или телефонных сетях общего пользования? В конце концов приведите примеры таких сигналов.

Если СТК это Сервисная телефонная карта, то я не знаю как с помощью неё можно передавать мегабиты информации. И вообще, перестаньте сыпать одному только Вам известными сокращениями.
Я имел в виду, что название "широкополосный сигнал" вовсе не характеризует полосу, которая используется для передачи информации по такому каналу связи. А говорит лишь о том, что скорость передачи информации в таком канале намного меньше той, которая максимально возможна в узкополосном канале, который занимает такую же полосу частот, что и широкополосный. Простой пример - передаём информацию по телефонному каналу с частотой 1 бит/с, и при этом занимаем всю полосу телефонного канала. Такой сигнал называем широкополосным. А если передаём по телефонному каналу информацию со скоростью 56600 бит/с, то такой сигнал называем узкополосным.

[sup-sup]

...Я имел в виду, что название "широкополосный сигнал" вовсе не характеризует полосу, которая используется для передачи информации по такому каналу связи. А говорит лишь о том, что скорость передачи информации в таком канале намного меньше той, которая максимально возможна в узкополосном канале, который занимает такую же полосу частот, что и широкополосный. Простой пример - передаём информацию по телефонному каналу с частотой 1 бит/с, и при этом занимаем всю полосу телефонного канала. Такой сигнал называем широкополосным. А если передаём по телефонному каналу информацию со скоростью 56600 бит/с, то такой сигнал называем узкополосным.

Мы можем передавать в телефонном широкополосном канале и со скоростью 1 бит/с и со скоростью 56000 бит/с.
В первом случае мы используем избыточность или сложный вид модуляции, что в принципе, одно и то же.
Во втором случае - это максимальная скорость.
При простом виде модуляции база около единицы. При широкополосном мы либо удлиняем время символа, либо расширяем полосу, либо увеличиваем и то и другое. При этом, мы можем продолжать передавать один бит и использовать увеличение базы для улучшения приема. А можем увеличить число передаваемых бит и увеличить скорость. Ценой ухудшения помехоустойчивости. Второй вариант и применяется в OFDM.

[связист]

Мы можем передавать в телефонном широкополосном канале и со скоростью 1 бит/с и со скоростью 56000 бит/с.

Нет, не можем мы передавать в телефонном широкополосном канале со скоростью 56000 бит/с, так как при этом телефонный канал становится не широкополосным, а обычным узкополосным.
Всё, у меня аргументы закончились... Больше слов я не найду для того чтобы объяснить сущность широкополосности сигналов.

[sup-sup]

Нет, не можем мы передавать в телефонном широкополосном канале со скоростью 56000 бит/с, так как при этом телефонный канал становится не широкополосным, а обычным узкополосным.
Всё, у меня аргументы закончились... Больше слов я не найду для того чтобы объяснить сущность широкополосности сигналов.

В телефонный канал мы тоже можем засунуть OFDM с 32 поднесущими, к примеру, в полосе (то же, к примеру) 3200 Гц. В этом случае длительность символа будет 10 мс (шаг частот 100 Гц, она же и символьная скорость без guard). Чтобы обеспечить скорость 56000 бит/с нужно каждую поднесущую закодировать 17.5 битами, что и даст скорость = 100*32*17.5 = 56000.
И это будет широкополосный канал, так как произведение длины символа (0.01) на полосу (3200) = 32, что значительно больше единицы. Если модем использует узкополосную модуляцию, то длительность символа будет меньше одной милисекунды.

Сообщение отредактировал sup-sup - Nov 21 2010, 19:24

[связист]

В телефонный канал мы тоже можем засунуть OFDM с 32 поднесущими, к примеру, в полосе (то же, к примеру) 3200 Гц. В этом случае длительность символа будет 10 мс (шаг частот 100 Гц, она же и символьная скорость без guard). Чтобы обеспечить скорость 56000 бит/с нужно каждую поднесущую закодировать 17.5 битами, что и даст скорость = 100*32*17.5 = 56000.
И это будет широкополосный канал, так как произведение длины символа (0.01) на полосу (3200) = 32, что значительно больше единицы. Если модем использует узкополосную модуляцию, то длительность символа будет меньше одной милисекунды.

Это ошибочно считать в данном случае OFDM сигнал широкополосным. Ошибка состоит в том, то вы длительность символа умножаете на общую полосу частот. А надо умножать на полосу частот одного подканала, так как OFDM представляет собой несколько параллельных узкополосных подканалов. И каждый подканал является узкополосным каналом. В Вашем примере полоса частот каждого подканала будет 100 Гц. А база при этом получается 100Гц*0,01с = 1.

[sup-sup]

Это ошибочно считать в данном случае OFDM сигнал широкополосным. Ошибка состоит в том, то вы длительность символа умножаете на общую полосу частот. А надо умножать на полосу частот одного подканала, так как OFDM представляет собой несколько параллельных узкополосных подканалов. И каждый подканал является узкополосным каналом. В Вашем примере полоса частот каждого подканала будет 100 Гц. А база при этом получается 100Гц*0,01с = 1.

OFDM нельзя представлять отдельными подканалами, так как они ортогональны (они взаимосвязаны), что применяется для максимального уплотнения. Да и, много поднесущих - это всего лишь способ модуляции, которых можно еще понапридумывать так, чтобы увеличить базу сигнала. Широкая полоса, возможно, в первую очередь, или чаще всего, применяется для повышения помехоустойчивости, но в случае с OFDM применяется для повышения скорости, хотя никто не запрещает применить избыточность.

Сообщение отредактировал sup-sup - Nov 21 2010, 19:44

[связист]

OFDM нельзя представлять отдельными подканалами, так как они ортогональны (они взаимосвязаны), что применяется для максимального уплотнения. Да и, много поднесущих - это всего лишь способ модуляции, которых можно еще понапридумывать так, чтобы увеличить базу сигнала. Широкая полоса, возможно, в первую очередь, или чаще всего, применяется для повышения помехоустойчивости, но в случае с OFDM применяется для повышения скорости, хотя никто не запрещает применить избыточность.

Почему это нельзя представлять OFDM отдельными подканалами? Это тоже не верно. OFDM можно представлять отдельными подканалами. А тот факт, что многие поднесуще одновременно демодулируются при помощи одного преобразования Фурье это всего лишь удобная техническая реализация. Никто не мешает выделять каждый подканал и обрабатывать его отдельно. То, что подканалы ортогональны, означает только то, что на некотором временном интервале, модемные символы не мешают друг другу. Это не значит, что их обязательно надо демодулировать все вместе. И это не значит, что сигнал стал широкополосным.

[sup-sup]

Почему это нельзя представлять OFDM отдельными подканалами? Это тоже не верно. OFDM можно представлять отдельными подканалами. А тот факт, что многие поднесуще одновременно демодулируются при помощи одного преобразования Фурье это всего лишь удобная техническая реализация. Никто не мешает выделять каждый подканал и обрабатывать его отдельно. То, что подканалы ортогональны, означает только то, что на некотором временном интервале, модемные символы не мешают друг другу. Это не значит, что их обязательно надо демодулировать все вместе. И это не значит, что сигнал стал широкополосным.

Это будет уже не совсем OFDM. Который, как я полагаю, все-таки так и сформировался на базе кодирования в частотной области, затем получения сигнала во времени с помощью обратного FFT. И по-другому все это делать, значит потратить больше ресурсов.
И сигнал OFDM - это целостный сигнал, по-отдельности можно принимать его, если предположить как частный случай, один дорогой передатчик и множество дешевых приемников (несимметричный канал) и наоборот. В этом случае можно рассматривать каждый подканал отдельно. Скорее всего, это невыгодно, так как получится плохая частотная избирательность, если затухание между подканалами будет отличаться (так как передатчики в разных местах), нужна будет дополнительная фильтрация и такого уплотнения уже не будет. А OFDM выгоден именно если уровни поднесущих не сильно отличаются по уровню, что характерно для связи точка-точка, то есть один канал связи, который и надо рассматривать как один широкополосный.

Сообщение отредактировал sup-sup - Nov 21 2010, 20:46