РАДИОСВЯЗЬ
Я
Модуляция OFDM в радиосвязи
|~
'
Окончание. Начало в N98-9/2008
Модуляция OFDMA
Модуляция OFDMA представляет собой метод множествен-
ного доступа посредством разделения ортогональных несущих.
В отличие от рассмотренного выше метода OFDM, технология
OFDMA применяется как для модуляции, так и для разделения
каналов. Один логический OFDMA-канал образует фиксирован-
ный набор несущих, как правило, распределенных по всему до-
I
ступному диапазону частот физического канала. Модуляция
J
OFDMA нашла применение в системах цифрового телевидения
!
DVB (наземных, кабельных и спутниковых) [9], на ней основаны
|
стандарты широкополосного доступа IEEE 802.16-2004 [22,23],
|
IEEE 802.16-2005, IEEE 802.20 [1]. Рассмотрим режим OFDMA
согласно стандарту IEEE 802.16-2004 [23,24].
j
Механизм формирования модуляционных символов OFDMA
аналогичен OFDM: OFDMA-символ включает собственно зону
передачи данных и предшествующий ей защитный интервал
I
(повторение начального фрагмента символа), предназначенный
для предотвращения межисмвольной интерференции. В режи-
ме OFDMA несущих частот значительно больше, чем в OFDM
(2048 вместо 256). Поэтому число подканалов становится дос-
таточным для организации работы сети: в разных режимах их
от 32 до 70, по 24 или 48 информационных несущих в каждом.
Используются не все 2048 несущих: около 200 нижних и 200 вер-
хних частот составляют защитный интервал канала и не моду-
лируются. Также не используется центральная частота канала
(частота с индексом 1024). Кроме того, часть несущих частот
являются пилотными. Они используются для служебных целей,
а не для передачи полезной информации. Точное число пилот-
ных несущих частот и частот в защитных интервалах незначи-
j
тельно варьируется в зависимости от режимов OFDMA.
I
Метод формирования, структура OFDM-символов и меха-
i
низм канального кодирования в OFDMA схожи с OFDM. Каналь-
j
ное кодирование включает рандомизацию, помехоустойчивое
j
кодирование, перемежение и модуляцию. Метод рандомизации
практически идентичен OFDM, различны лишь способы фор-
мирования инициализирующего вектора генератора псевдослу-
чайной последовательности (ПСП).
Помехоустойчивое кодирование в OFDMA в качестве обя-
зательного предусматривает только сверточный кодер - такой
же, как в OFDM, и с тем же набором скоростей кодирования.
Кодер Рида-Ссломона отсутствует. Опционально предусмотре-
j
но применение блоковых и сверточных турбо-кодов. Метод пе-
j
ремежения также практически идентичен с OFDM.
Схемы модуляции несущих частот полностью совпадают с
OFDM стой лишь разницей, что предусмотренный набор вклю-
чает только модуляции QPSK и 16-QAM со скоростями кодиро-
вания 1/2 и 3/4, а также опционально 64-QAM со скоростями
кодирования 1/2,2/3 и 3/4. Однако в OFDMA, после формирова-
ния модуляционных символов и нормировки их амплитуд, пос-
ледовательность символов на каждой несущей умножается на
бинарную ПСП.
j
Кадр в OFDMA имеет подразделение на восходящий (от або-
|
нентской станции к базовой) и нисходящий (от базовой станции
i
к абонентской) субкадры (как временное, так и частотное). Дли-
:
тельность кадра може г составлять 2; 2,5; 4; 5; 8; 10; 12,5 и 20 мс.
|
Радиолюбитель - 10 2008
Владимир Лебедев
г. Минск
I
Кадр представляет собой последовательность OFDMA-симво-
лов. Каждый OFDMA-символ включает набор подканалов. Па-
кеты данных могут передаваться одновременно на различных
OFDMA-подканалах.
Для описания структуры кадра в OFDMA используется по-
I
нятие слота - минимального ресурса для передачи данных. Слот
занимает один подканал и от одного до трех последовательных
OFDMA-символов. В нисходящем субкадре длительность слота
составляет один или два символа, а в восходящем субкадре -
!
всегда три символа.
j
Подканал представляет собой набор несущих частот. Рас-
пределение несущих частот по подканалам, а также число не-
сущих на один подканал, зависят от направления передачи и
j
метода распределения несущих. Стандарт IEEE 802.16-2004 опи-
j
сывает несколько способов распределения несущих как в нис-
J
ходящем канале, так и в восходящем. Принципиально они под-
разделяются на FUSC (Full Usage of the Subchannels) - полное
использование подканалов передатчиком базовой станции (БС),
и PUSC (Partial Usage of Subchannels) - использование групп
подканалов (сегментов), т.е. не всего доступного диапазона,
i
Какие именно подканалы используются в режиме PUSC, одно-
'
значно определяют номера сегментов.
!
В методах PUSC и FUSC (и их вариациях) одному субканалу
присваиваются несущие, равномерно распределенные по все-
му доступному физическому каналу. Используется и другой под-
ход, состоящий в применении в подканалах набора последова-
тельных соседних частот. Он реализован в методе АМС
(Advanced Modulation and Coding), предназначенном для работы
с адаптивными антенными системами. В пределах одного суб-
кадра возможно использование различных механизмов распре-
I
деления несущих по подканалам: FUSC, PUSC, АМС и т.д. Гра-
i
ницы соответствующих зон (называемых в стандарте IEEE
802.16-2004 зонами перестановки - Permutation Zone) опреде-
лены в картах субкадров.
Режим FUSC означает, что используется весь диапазон фи-
зического канала (все возможные несущие). Это 1702 несущие
информационные частоты и защитный интервал (173 и 172 не-
сущих частот вверху и внизу диапазона, соответственно). Цент-
ральная частота с индексом 1024 не используется.
В режиме FUSC сначала назначаются пилотные частоты. Они
j
подразделяются на фиксированные и переменные. Списки тех
j
и других приведены в стандарте IEEE 802.16-2004. Всего пре-
[
дусмотрено 166 пилотных частот, из них 24 - фиксированные. И
I
фиксированные, и переменные пилотные частоты разбиты на
два набора, одинаковых по объему. Это разбиение имеет зна-
|
чение только при работе с адаптивными антенными системами
i
в режиме пространственно-временного кодирования (Space-
Time Coding, STC).
В стандарте IEEE 802.16-2004 используется способ простран-
;
ственно-временного разнесения [25], основанный на разбиении
;
выходного потока символов на два субпотока (например, чет-
j
ные и нечетные символы), которые обрабатываются параллель-
j
но. В передатчике применяются два антенных канала, испсль-
;
зующие общий тактовый генератор (что обеспечивает синхрон-
ность передачи). Таким образом, в стандарте IEEE 802.16-2004
реализуется схема MISO (Multiple Input / Single Output - несколь-
ко входов и один выход) по отношению к каналу. Согласно этой
предыдущая страница 53 Радиолюбитель 2008-10 читать онлайн следующая страница 55 Радиолюбитель 2008-10 читать онлайн Домой Выключить/включить текст