ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ
И ЭФФЕКТ ДОПЛЕРА 5
1.1 Общие сведения о Эффекте Доплера 5
1.2 Влияние эффектов Доплера на OFDM сигнал 5
1.3 Формирование OFDM сигналов 12
1.4 Математическое описание метода формирования сигнала на основе
собственных векторов субполосной матрицы 20
1.5 Метод восстановления передаваемой информации, сформированной на
основе собственных векторов субполосной матрицы 22
ГЛАВА 2 КОМПЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕДАЧИ
СИГНАЛОВ НА РАЗНЫХ БАЗИСАХ 24
2.1 Анализ существующих сред компьютерного моделирования 24
2.2 Разработка модели канала передачи сигнала с эффектом Доплера .... 26
2.3 Сигнал сформированный на основе базиса Фурье 29
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭФФЕКТА ДОПЛЕРА НА СИГНАЛЫ ОСНОВАННЫЕ НА РАЗНЫХ БАЗИСАХ 31
3.1 Исследование влияния эффекта Доплера на OFDM сигналы 31
3.2 Исследование влияния эффекта Доплера на OFDM сигналы
основанные на субполосном базисе 39
3.3 Сравнение влияния эффекта Доплера на сигналы, основанные на
разных базисах 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
В настоящее время отмечается рост значимости беспроводной связи в жизни современного человека. Беспроводные сети передачи информации являются основной отраслью телекоммуникационной индустрии. Данные сети имеют довольно гибкую инфраструктуру, беспроводные сети не имеют равных себе по количеству приложений и гибкости их развертывания.
Основным достоинством беспроводных систем является возможность их быстрого развертывания в различных масштабах, как в масштабах офиса, региона так и внутри страны. При движении абонента мобильной связи возникает изменение частоты и длины волны, регистрируемых приёмником, это вызвано движением их источника и/или движением приёмника и данный эффект носит название эффект Доплера.
На данный момент все мобильные системы подверженные эффекту Доплера. Для существующих систем мобильной связи, которые используют в основе сигналы на базисе Фурье влияние эффекта Доплера уже изучено и для этих сигналов уже разработаны методы компенсации эффекта Доплера.
Вместе с тем есть системы сигналов на основе базиса собственных векторов субполосных матриц, имеющих ряд преимуществ в сравнении с сигналами на базисе Фурье. Однако их устойчивость к эффекту Доплера не исследована в достаточной степени, В связи с этим актуальной задачей является оценка влияния эффекта Доплера на сигналы, основанные на базе собственных векторов матриц и сравнение с сигналами на базисе Фурье и последующей разработкой методов и алгоритмов компенсации.
В данной работе рассматривается метод формирования субполосных матриц на основе собственных векторов с определенными коэффициентами, которыми являются информационные биты из известных QAM манипуляций.. Данный метод имеет минимум внеполосного излучения.
Цель исследования:
Оценить влияние эффекта Доплера на вероятность верного декодирования передаваемой информации из канальных сигналов построенных на базисе собственных векторов субполосных матриц.
Для достижения поставленной цели и сравнить помехоустойчивость сигналов, основанных на базе собственных векторов субполосных матриц с сигналами основанными на базисе Фурье необходимо выполнить следующие задачи:
1. Рассмотреть теоретические основы построения сигналов на базисе собственных векторов субполосных матриц;
2. Рассмотреть математические модели каналов с эффектом Доплера;
3. Разработка алгоритмов и компьютерной модели OFDM сигналов основанных на базисе Фурье и субполосных матриц, а также влияние на них эффекта Доплера;
4. Оценить вероятность неверного декодирования информации при передаче в каналах с эффектом Доплера.
Подводя итог проделанной работе, можно сказать, что ее цель, заключающаяся в исследовании влияния эффекта Доплера на сигналы на субполосных методах передачи достигнута. Все поставленные задачи решены полностью:
1. Рассмотрены теоретические основы построения и передачи сигналов на базисе собственных векторов субполосных матриц
2. Рассмотрены математические основы влияния эффекта Доплера на сигналы мобильной связи.
3. Разработана модель, отображающая передачу OFDM сигналов основанных на базисе Фурье и субполосных матриц, а также влияние на них эффекта Доплера.
4. Было проведено оценивание и сравнение влияния эффекта Доплера на сигналы на разных базисах.
5. Проведена оценка вероятности неверного декодирования информации при передаче сигналов в каналах с эффектом Доплера.
В ходе работы было исследовано влияние эффекта Доплера на сигналы основанные на субполосном методе передачи информации на основе собственных векторов субполосных матриц и последующее сравнение с сигналами на базисе Фурье. Данный метод позволяет существенно снизить интерференцию между смежными каналами. Поскольку собственные вектора ортогональны, то сформированный сигнал обладает хорошей помехоустойчивостью. Данный метод имеет минимум внеполосного излучения. В данный момент для сигналов основанных на базисе Фурье есть методы восстановления сигнала после влияния эффекта Доплера, что позволяет добиться минимальной вероятности ошибки принятия информации в то время, как для сигналов основанных на субполосном базисе подобных алгоритмов нет, но данный метод не использовался в исследовании .
Спектры сигналов основанных на собственных векторах ортогональных матриц имеют более выраженное расширение спектра в сравнении с сигналами основанными на базисе Фурье. Из-за этого происходит искажение сигнальных созвездий и возникает вероятность ошибочного декодирования.
Скалярное произведение собственных векторов субполосных матриц не сохраняется даже при маленькой частоте эффекта Доплера, вероятность ошибки довольна велика и восстановить сигнал без определенных действий над приемником становится сложно, в связи с чем возникает необходимость в создании специальных методов и алгоритмов обработки сигнала .
