Помехоустойчивость OFDM-системы Опции

[GetSmart]

в случае канала с АБГШ никакой принципиальной разницы между передачей на одной несущей и OFDM нет: полоса одинаковая, мощность одинаковая

Схемотехника передающего тракта и антенны тоже одинаковые? С учётом большего пик-фактора амплитуды в квадратный корень из кол-ва поднесущих.

[Fat Robot]

Угу. И название прибора поменяется с "Порожняк" на "Балабол". Чтобы более полно отразить разницу в схемотехнике.

Чудес не бывает, в случае канала с АБГШ никакой принципиальной разницы между передачей на одной несущей и OFDM нет.

Схемотехника передающего тракта и антенны тоже одинаковые? С учётом большего пик-фактора амплитуды в квадратный корень из кол-ва поднесущих.

[lennen]

Ок, спасибо, со средой программирования я думаю это будет Visual Studio, C#. Но это небольшое отвлечение, так как сейчас я просто хочу как-нибудь улучшить модель системы, которая будет работать в MATLAB, чтобы я не просто мог сказать, что помехоустойчивость системы представлена вышеупомянутым графиком, но и показать, меняется ли она как-то в зависимости от скорости передачи данных или нет.

Схемотехника передающего тракта и антенны тоже одинаковые?

Для начала да.

1) затратами на обработку

stealth-coder, Вы, как будто, из книжки просто повторяете данные. Вам разве сложнее использовать БПФ на 256 выборок, чем цифровой синтез 256 частот? В чем затраты проявляются-то, разве они больше в случае с OFDM.

Ребята, и мне бы хотелось увидеть формулы, а то мы рассказываем на пальцах, это тоже надо, но я когда писал топик, у меня в голове четко была картина, как математически устроена OFDM-система, возможно, если Вам оно так надо, я могу какую-нибудь статью в Интернете по этому поводу накидать. И мне действительно просто не хватает несколько формул, чтобы считать BER для разных скоростей приема-передачи. Из книжек, статей, и можно и личных, но желательно бы поконкретнее.

То есть я обрабатываю массив, математически я себе это представляю, если я буду наиболее близко к реальному времени генерировать последовательно OFDM-символы, а не получать сразу массив из OFDM-сигналов. Тогда я смогу говорить о скорости. Это 1 путь.

2 путь - ок, ну сгенерировал я в МАТЛАБ все ОФДМ символы, которые надо передать. Тогда, Fat Robot, хотелось бы услышать Ваше мнение по поводу именно вот этого случая. То есть с помощью программы, которая у меня в 1 посте, я генерирую весь массив OFDM-сигналов. Я бы мог его отправить на векторный генератор, пропустить через реальный канал, принять векторным анализатором и в оффлайне обработать. Тогда, получается, я смогу зафиксировать, как скорость влияет на помехоустойчивость этой системы к помехам в канале.

Но я не имею пока оборудования, мне интереснее математически как-то определить скорость передачи и согласовать ее с параметрами канала. Может быть, для вас это просто, но я вот пока слабо понимаю, надо ли учитывать еще что-то для оценки зависимости помехоустойчивости системы от скорости передачи данных?

Сообщение отредактировал lennen - Oct 9 2015, 10:03

[stealth-coder]

Схемотехника передающего тракта и антенны тоже одинаковые? С учётом большего пик-фактора амплитуды в квадратный корень из кол-ва поднесущих.

1. Пик-фактор действительно меняется, правда Ваша.
2. Про схемотехнику затрудняюсь сказать, не специалист.
3. Специальных OFDM антенн не встречал, если дадите ссылочку, с удовольствием ознакомлюсь.

Только вот речь шла о помехоустойчивости, а не о схемотехнике передатчика. Конечно, в жизни проектирование системы связи - это достаточно сложный процесс, требующий принятия большого количества компромиссных решений.

stealth-coder, Вы, как будто, из книжки просто повторяете данные. Вам разве сложнее использовать БПФ на 256 выборок, чем цифровой синтез 256 частот? В чем затраты проявляются-то, разве они больше в случае с OFDM.

1. В Ваших постах я не видел упоминаний о цифровом синтезе многочастотного сигнала, может невнимательно читал, а может не понял написанное Вами.
2. В случае АБГШ канала (т.е. при отсутствии необходимости городить эквалайзеры и прочие радости) формирование и приём классического QPSK/QAM в полосе Х проще, чем OFDM в этой же полосе.
3. А что, в книжках нынче какую-то пургу пишут? Или Вы хотите сказать что я написал это бездумно, просто откуда-то скопипастив?
4. Конечно, БПФ использовать проще, в этом и смысл этого алгоритма - уменьшение количества вычислений, никаких других преимуществ он не даёт.

[lennen]

stealth-coder,
1,4 - я как раз и хотел уточнить Ваше мнение по поводу аппаратных затрат, Вы же написали, что OFDM - это дополнительные затраты в чем-то по сравнению с другими алгоритмами и методами.
3. Ну просто я-то читал основы, а вот как их применять - мне сложно сориентироваться. В любой книге описание начинается с определения ОФДМ, его преимуществ и недостатков. Я просто не могу понять, почему в современной литературе все-таки упускается вопрос о скорости передачи при оценке помехоустойчивости системы, или же я его не могу найти и тщетно пропускаю прямо под своим носом? Я получил в топике много ответов, но теперь я все-равно думаю о том, что раз помехоустойчивость систем зависит от скорости распространения по многолучевому каналу, то эту зависимость разработчики как-то должны учитывать. Они должны сказать, что скорость 4 Мб/с не получится сделать с такими-то параметрами в соответствии с такой-то формулой. Возможно, это связано с пропускной способностью канала, я в этом направлении еще мало осилил. Но я понял по ответам в топике, что скорость влияет только лишь на амплитуду сигнала, прошедшего через многолучевой канал. И тогда я могу использовать стандартный график BER для оценки помехоустойчивости на конкретной скорости. Вопрос в том, как это можно сделать? Модель канала - вещь понятная - дисперсии времени, амплитуд, фаз лучей. Вот как математически можно в виде формул выразить амплитуду сигнала через скорость обмена данными, чтобы получить по стандартному графику помехоустойчивость системы?



Сообщение отредактировал lennen - Oct 9 2015, 13:06

[ASN]

lennen
Скорость - это количество бит/секунду.
Количество бит - это кратность модуляции / скорость помехоустойчивого кода + издержки (управление, контроль целостности).
Соотношение кратности модуляции и SNR берется из графика.
И учитывается энергетический выигрыш от помехоустойчивого кодирования. Вот грубая оценка скорости "сверху".
А далее учитывается эффективная мощность (вот и прелесть пик-фактора OFDM), коэффициент усиления антенны и т.п.
Это называется бюджет канала связи.
И только потом оказывается влияние среда распространения.
Не стоит забывать потери на реализацию.
И да, хорошие алгоритмы доставки так же могут влиять на эффектную скорость.

[des00]

В любой книге описание начинается с определения ОФДМ, его преимуществ и недостатков. Я просто не могу понять, почему в современной литературе все-таки упускается вопрос о скорости передачи при оценке помехоустойчивости системы, или же я его не могу найти и тщетно пропускаю прямо под своим носом?

Потому что системы оцениваются сравниваются тупо в режиме LOS AWGN, а там это не влияет. В случае nLOS интервалов работоспособность системы сильно зависит от реализации, очень много неизвестных переменных. Поэтому никто и не сравнивает.

[lennen]

ASN, а давайте подробнее, на рисунке, который я сначала приводил, используется QPSK-модуляция. Видим, что при P = 10^(-5) получается соотношение сигнал шум 9,5 дБ. При этом, в системе как бы передаются сразу все символы, и они представлены в дискретном виде. Считайте, что С/Ш пока и есть Еb/N0. Откуда мне взять здесь максимальную скорость, на которой я могу передавать эту информацию. Вроде это Вы мне сейчас объясняете?

Рассмотрим прохождение по каналу Рэлея. Соотношение сигнал-шум 44 дБ при той же вероятности ошибки. Эта кривая должна по хорошему зависеть от скорости. То есть в теории я могу получить множество таких кривых в зависимости от скорости, и они будут отличаться друг от друга. А как это сделать?

des00, очень много неизвестных переменных - я понял, хотя тут как раз и скрыт интерес. Например, заказчика не интересует техническая реализация и тп, ему просто нужно узнать, на какой скорости он сможет передавать данные по многолучевому каналу с помощью предлагаемого решения. На это влияет действительно очень много факторов, даже кодирование. Но у нас-то просто мат модель, и какие-то классические варианты выделить можно. Так вот, я видел, как рассматривается помехоустойчивость в условиях канала Рэлея, но о скорости просто молчат. А как тогда можно провести НИР и сказать, что оптимальна такая-то конкретная скорость? Параметры канала известны в таком представлении - дисперсии времени, амплитуды и фазы лучей. Нужна именно грубая оценка, математическая абстракция, которую, конечно, со временем можно и дополнить, а не учет всех шумов приемника и тп.

Сообщение отредактировал lennen - Oct 9 2015, 14:44

[des00]

ASN, а давайте подробнее, на рисунке, который я сначала приводил, используется QPSK-модуляция. Видим, что при P = 10^(-5) получается соотношение сигнал шум 9,5 дБ. При этом, в системе как бы передаются сразу все символы, и они представлены в дискретном виде. Считайте, что С/Ш пока и есть Еb/N0. Откуда мне взять здесь максимальную скорость, на которой я могу передавать эту информацию. Вроде это Вы мне сейчас объясняете?

Для вашего случая С/Ш ~= EbN0 + 3. Максимальная скорость вашего случая 2*Fsymb, где Fsymb - символьная частота.

[petrov]

Лыко да мочало - начинай сначала. ))

[des00]

А как тогда можно провести НИР и сказать, что оптимальна такая-то конкретная скорость?

Сделать настоящий демодулятор и загнать его в реальные каналы. тогда вы получите конкретную скорость для используемого вами решения. Это и будет НИР. Есть туева хуча алгоритмов синхронизации, эквалайзирования, многолучевых приемников и т.д. Вот и перебирайте это под конкретное железо и ваш канал.

Рассмотрим прохождение по каналу Рэлея. Соотношение сигнал-шум 44 дБ при той же вероятности ошибки. Эта кривая должна по хорошему зависеть от скорости. То есть в теории я могу получить множество таких кривых в зависимости от скорости, и они будут отличаться друг от друга. А как это сделать?

Это кривая зависит от количества каналов, их задержек, весовых коэффициентов, их вариации по времени. Хотите сделать - собирайте демодулятор и натравливайте на каналы. А потом моделировать, моделировать и еще раз моделировать. А потом все что вы намоделировали (например DFE эквалайзер, порядка этак 64/24 с быстрой оценкой ИХ по преамбуле, с парочкой инверсий матриц в плавучке), переносите в железо. Ну а дальше утаптываете это. Долгий, монотонный труд.

Так и только так. И уже давно следовало бы это понять.

вторая ссылка из гугла человек взял и сделал, а не мусолил на форуме прописные истины по третьему (если не ошибаюсь) кругу

[Fat Robot]

Точно. "Не умеешь работать головой, так работай руками."
Влияние канала на помехоустойчивость системы можно на ранних стадиях оценить с приемлемой точностью без построения всей системы. Например кодер канала именно по этим оценкам выбирают.

собирайте демодулятор и натравливайте на каналы. А потом моделировать, моделировать и еще раз моделировать. А потом все что вы намоделировали (например DFE эквалайзер, порядка этак 64/24 с быстрой оценкой ИХ по преамбуле, с парочкой инверсий матриц в плавучке), переносите в железо. Ну а дальше утаптываете это. Долгий, монотонный труд.

Так и только так. И уже давно следовало бы это понять.

человек взял и сделал.

[GetSmart]

Только вот речь шла о помехоустойчивости...

В этой теме много нюансов, связанных с помехоустойчивостью. OFDM сигнал широкополосный и мощность излучаемая антенной будет равна мощности широкополосного сигнала. Со всеми вытекающими чудесами нестыковками. Как только в цепи прохождения сигнала встречается антенна, то правила расчёта мощности (излучения) меняются и зависят от физики.

[Grizzzly]

В этой теме много нюансов, связанных с помехоустойчивостью. OFDM сигнал широкополосный

Только OFDM не является широкополосным сигналом.

Сообщение отредактировал Grizzzly - Oct 10 2015, 08:36

[stealth-coder]

В этой теме много нюансов, связанных с помехоустойчивостью. OFDM сигнал широкополосный и мощность излучаемая антенной будет равна мощности широкополосного сигнала. Со всеми вытекающими чудесами нестыковками. Как только в цепи прохождения сигнала встречается антенна, то правила расчёта мощности (излучения) меняются и зависят от физики.

1. Существует понятие "модель" - это когда убираем все, не относящееся к делу на текущем этапе. "Нельзя просто так взять и сделать все сразу". ТС вроде не интересовался вопросом выбора антенны.
2. GSM, UMTS и LTE, будучи представителями трех основных способов формирования сигналов,успешно работают на одни и те же антенны на 900 МГц и на 1800 МГц и я никогда не слышал, чтобы это кого-то напрягало.

Дайте, пожалуйста, ссылку (если таковая существует) на соответствующие исследования.

Возможно, Вы говорите о UWB? Допускаю, что там такая проблема существует, когда диапазонности антенны недостаточно и параметры антенны на краях спектра существенно отличаются от центра.