1.1.11 Пилот сигналы

В каждом символе OFDM четыре поднесущие предназначены для передачи пилот-сигналов. Они необходимы для когерентного детектирования, устойчивого в отношении смещения частоты и фазы. Пилот-сигналы BPSK-модулированы псевдослучайной бинарной последовательностью. Их передают на поднесущих -21, -7, 7 и 21.

Поток комплексных отсчетов разделен на группы по = 48(Число поднесущих для передачи данных) комплексных отсчетов. Это может быть обозначено как запись комплексных отсчетов , которые определяются k-й поднесущей n-го OFDM символа следующим образом:

где , , -количество поднесущих, количество OFDM символов в фрейме.

OFDM символ, , определяется как:

где - оконно-временная функция, - количество поднесущих используемых для передачи данных, - комплексный отсчет - поднесущей -го OFDM символа, - функция отображения номера поднесущей в индекс, - расстояние между поднесущими, -длительность циклического префикса OFDM символов DATA, -множитель из последовательности , определяющий полярность пилот сигналов, -количество подесущих пилот-сигнала, -номер поднесущей, -элемент последовательности , -функция отображения номеров поднесущих.

Функция , определяет отображение номеров поднесущих, исчисляемых от 0 до 47 в индексы поднесущих относительно центральной нулевой поднесущей от -26 до 26 , как:

Вклад пилотных поднесущих для -го символа OFDM получают путем обратного преобразования Фурье из последовательности :

Полярность поднесущих пилот-сигнала определяется последовательностью , являющейся циклическим расширением 127 элементной последовательности:

Каждый элемент последовательности используется для одного символа OFDM. Первый элемент, p0, умножает пилотные поднесущие символа SIGNAL, в то время как элементы начиная с p1 используются для символов DATA. Распределение частот поднесущих данных и поднесущих пилот-сигналов показано на рисунке 1.16

Рисунок 1.16 Распределение поднесущих.

1.2 Программно- конфигурируемое радио.

1.2.1 Описание технологии программно- конфигурируемого радио

Программно-конфигурируемое радио (Software Defined Radio –SDR) есть радиооборудование, в котором все или большинство функции физического уровня выполняются в программном виде, а функции, выполняемые аппаратно, должны оперативно модифицироваться по требованиям рабочего стандарта связи[ CITATION 1 \l 1049 ]. Программная реализация большинства функций по обработке высокочастотных сигналов и оперативное программное управление аппаратурой обеспечивают кардинальное повышение функциональных возможностей радиостанции путем поддержки работы в различных сервисах, широкой полосе частот и в различных стандартах связи. Технология SDR является ключевой в предполагаемом последующем развитии радиооборудования: адаптивное радио (Adaptive Radio – AR), когнитивное «умное» радио (Cognitive Radio – CR) и интеллектуальное радио (Intelligent Radio – IR). Adaptive Radio – следующая за SDR ступень развития радиооборудования, в котором имеется возможность контролировать работу и изменять параметры радиооборудования в замкнутой петле автоматического регулирования в сети связи. В результате улучшаются экономические, технические и пользовательские показатели работы радиостанций. Технология AR является естественным развитием программно- конфигурируемого радио, исключая вмешательство пользователя в управление радиооборудованием в стандартных или прогнозируемых ситуациях.

В терминах концептуальной модели открытых систем связи OSI-7 программно-конфигурируемое радио определяется как радиостанция, в которой все или большинство функций физического уровня выполняются в программном виде и могут быть программно реконфигурированы в соответствии с требованиями стандарта связи и/или изменяться иным программно-управляемым оборудованием. Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) определяет программно-конфигурируемое радио как программно-конфигурируемое оборудование, в котором радиочастотные параметры могут быть установлены или изменены при помощи программного обеспечения и/или оборудования, с помощью которого это достигается. Программное изменение касается диапазона частот, типа модуляции, выходной мощности, но не ограничивается этими параметрами. Федеральная комиссия связи США определяет программно-конфигурируемое радио как радиооборудование (приемопередатчик), в котором такие параметры режима работы, как диапазон частот, тип модуляции и выходная мощность могут быть изменены при помощи программного обеспечения без изменений в аппаратных компонентах, используемых для излучения и приема радиочастот.

На интуитивном уровне программно-конфигурируемое радио определяют как направление развития радиосвязи, призванное объединить на единой аппаратной платформе работу радиостанций различных типов и различных стандартов. Предполагается, что программно-конфигурируемое радио реализует функций радиоприемника и радиопередатчика в программном виде или с помощью программно-управляемых аппаратных компонентов, которые в силу своей физической природы не могут быть реализованы программно, как, например, усилитель мощности или антенна.

Одна из первых SDR систем разрабатывалась американскими военными под названием SpeakEasy. Целью проекта было использование программной обработки для эмуляции более 10 существующих военных радиосистем, функционирующих в диапазоне от 2 до 20 МГц. Другой целью была возможность поддержки любых новых схем кодирования и модуляции, чтобы военные могли использовать более совершенные модуляции и кодирования.