ВВЕДЕНИЕ 3
1 АНАЛИЗ СИСТЕМ ШИРОКОПОЛОСНОГО РАДИОДОСТУПА НА БАЗЕ
АРХИТЕКТУРЫ SDR 6
1.1 Основные особенности SDR 6
1.2 Принцип работы и основные архитектуры 7
1.3 Проблемы SDR и пути их решения 14
1.4 Модель радиоканала 15
1.4.1 Передатчик 17
1.4.2 Канал распространения радиоволн 18
2 АНАЛИЗ СИГНАЛЬНО-КОДОВОЙ КОНСТРУКЦИИ OFDM 21
2.1 Принцип модуляции OFDM 22
2.2 Циклический префикс 24
3 СИНХРОНИЗАЦИЯ 26
4 АЛГОРИТМ ФОРМИРОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ 31
4.1 Формирование оптимального сигнала 31
4.2 Обнаружение свободных каналов передачи 36
4.3 Формирование сигнально кодовой конструкции WiMax с
использованием собственных векторов субполосных матриц 38
5 РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ 41
5.1 Выводы по разделу 5 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 53
Приложение А
Непрерывное увеличение спроса на предоставление различных видов ин-формационных услуг пользователям независимо от места их положения привело к необходимости развития и внедрения систем беспроводного широкополосного доступа с обеспечением требуемых характеристик по скорости доведения информации и качестве сервиса. При такой тенденции количество радиосредств, работающих в разрешенных частотных диапазонах постепенно возрастало, и свободного частотного ресурса для них практически не осталось, что ухудшило электромагнитную совместимость радиосредств и сделало невозможным дальнейшее увеличение скорости передачи информации, согласно требованиям абонентов.
Таким образом, возникла проблема эффективного использования имеющегося частотного ресурса системами радиодоступа, для предоставления абонентам инфокоммуникационных услуг с высокой скоростью доведения информации и требуемым качеством.
Данную проблему частично решили системы с программно- конфигурируемым ядром или архитектура программно-конфигурируемого радио — Software Defined Radio (SDR), в которой функции физического уровня выполняются в программном виде. Основные параметры задаются при помощи программы, а устройство имеет небольшой размер и огромные функциональные возможности, но умещается на одном кристалле.
Программное управление аппаратурой обеспечивает кардинальное повышение функциональных возможностей системы радиосвязи путем поддержки адаптации (изменение скорости передачи информации, схемы кодирования, схемы модуляции и т.п.) к изменяющимся параметрам канала связи, использование спектрально-эффективных сигнально-кодовых конструкций, а также возможность перехода на другие разрешенные частотные каналы. Указанным особенностям удовлетворяют новейшие телекоммуникационные технологии, такие
Для обеспечения высокой эффективности передачи, а так же противодействия различного рода помех SDR радиосистемы способны адаптивно подстраиваться под радио частотную обстановку путем выбора наименее зашумленных каналов связи или при помощи использования более сложной процедуры формирования сигнала и его обработки. Таким образом, работа в которой осуществляется обработка сигналов с целью повышения помехоустойчивости при передаче информации сигналами через каналы связи представляется актуальной.
Целью магистерской диссертации является разработка алгоритма формирование и обработка сигнала в SDR имеющего высокую спектральную эффективность и более лучшими характеристиками, способствующими, противодействию негативным воздействиям на сигнал в канале передачи информации, по сравнению с обычными сигналами WiMax.
Задачи, решаемые в магистерской диссертации.
1. Провести обзор и анализ архитектуры программно-конфигурируемого радио.
2. . Оценить поведения систем SDR при передачи информации в условиях присутствия канальных шумов.
3. Смоделировать формирование и обработку в SDR сигнала, основанного на использовании, в качестве сигнального базиса, собственных векторов субполосных матриц.
4. Провести сравнение сигналов сформированных при помощи собственных векторов и при помощи ОБПФ.
Структура магистерской диссертации. Магистерская диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка литературы, приложения. Всего в диссертации 59 листов машинописного текста, из них 24 рисунка.
В ходе работы были решены следующие задачи:
- разработан алгоритм формирования сигнала с более высокой спектральной эффективностью относительно сигналов, сформированных традиционным методом.
- разработан алгоритм выбора свободного канала передачи информации для программно-конфигурированного радио.
- проведен анализ помехоустойчивости приема сигналов с OFDM сформированных различными способами.
В работе, на основе анализа архитектуры программно-конфигурируемого радио, был предложен алгоритм формирования сигнала, с использованием базиса собственных векторов субполосной матрицы, позволяющий обеспечивать устойчивую работу систем радиосвязи в условиях плохой электромагнитной обстановки и не требующий введения дополнительных устройств и алгоритмов кодирования, а также увеличения избыточности сигналов, что не снижает эффективность систем связи.
Выявлены преимущества сигнально-кодовых конструкций сформированных при помощи собственных векторов субполосной матрицы перед сигнально-кодовой конструкцией WiMax, с точки зрения просачивания энергии за пределы выделенного частотного интервала, вероятности ошибок декодирования и величины пик-факторов.
Таким образом, в работе решена задача формирования и обработки сигнала в программно-конфигурируемом радио с увеличением его спектральной эффективности при помощи формирования сигнала с использованием базиса собственных векторов субполосной матрицы.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
