- •Глава 1. Постановка задачи исследования. 9
- •Глава 2. Реализация частотной синхронизации в 62
- •Глава 3 Апробация реализованной подсистемы 79
- •Введение
- •Глава 1. Постановка задачи исследования.
- •1.1 Физический уровень стандарта 802.11
- •1.1.1 Общие характеристики многомерных сигналов
- •1.1.2 Формирование многомерного сигнала общего вида
- •1.1.3 Формирование ofdm сигнала
- •1.1.4 Защитный интервал (циклический префикс).
- •1.1.5 Ofdm передатчик
- •1.1.6 Приемник ofdm
- •1.1.7 Функции физического уровня стандарта 802.11
- •1.2.3 Функции уровня рмd
- •1.1.8 Математическое описание ofdm сигнала
- •1.1.9 Структура пакетов физического уровня
- •1.1.10 Модуляция поднесущих
- •1.1.11 Пилот сигналы
- •1.2 Программно- конфигурируемое радио.
- •1.2.1 Описание технологии программно- конфигурируемого радио
- •1.2.2 Принцип работы
- •1.2.3 Аппаратная часть
- •1.3 Программная среда gnu Radio
- •1.3.1 Среда разработки gnu Radio. Основные понятия.
- •1.3.2 Элементы
- •1.3.3 Метаданные
- •1.3.4 Передача pdUs
- •1.4 Постановка задачи реализации системы частотной синхронизации.
- •2.1.2 Смещение несущей частоты принимаемого сигнала
- •2.1.3 Смещение частоты дискретизации.
- •2.1.4 Оценка смещения частоты и ее коррекция
- •2.1.5 Оценка с использованием короткой настроечной последовательности:
- •2.1.6 Оценка и коррекция с использованием длинной настроечной последовательности
- •2.2 Модель приемника
- •2.2.1 Временная синхронизация фрейма
- •2.2.2 Частотная синхронизация.
- •2.2.3 Удаление циклического префикса
- •2.2.4 Коррекция смещения фазы
- •2.2.5 Декодирование поля Signal
- •2.2.6 Декодирование фрейма
- •2.3 Модель передатчика
- •Глава 3 Апробация реализованной подсистемы
- •3.1 Постановка задачи апробации
- •3.1.1 Задачи эксперимента 1
- •3.1.2 Задачи эксперимента 2
- •3.2 Эксперимент 1. Прием и передача данных с помощью программных моделей приемника и передатчика реализованных в gnu Radio
- •3.3 Эксперимент 2. Запись данных передаваемых между двумя роутерами
- •Заключение
- •Список литературы
2.1.2 Смещение несущей частоты принимаемого сигнала
Передатчик транслирует кадр на частоте
.
Принятый кадр преобразуется с понижением
частоты с использованием местной несущей
частоты
(частоты настройки приемника). В случае
если смещение частоты
,
полученные комплексные отсчеты baseband
полосы будут иметь поворот фаз. Если
положительно, то в отсчетах имеется
положительный поворот фазы α
[ CITATION Sou \l 1049 ](против часовой стрелки):
где - смещение частоты , -период частоты дискретизации передатчика.
Таким образом, эффект смещения частоты
приемника эквивалентен умножению
каждого отсчета принятого кадра на
,
как показано на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 Модель смещения частоты несущей.
2.1.3 Смещение частоты дискретизации.
Из-за смещения частоты дискретизации
приемника, период дискретизации будет
равен
.Таким
образом, если смещение частоты
дискретизации
положительно,
-й
отсчет во фрейме берется ранее чем
следовало бы, в момент времени
. На рисунке 2.3 показан пример с
положительным
.
Отсчеты в идеальных точках дискретизации
,
показаны сплошными, смещенные выборки
показаны пунктирными линиями.
Рисунок 2.3 Смещения частоты дискретизации.
2.1.4 Оценка смещения частоты и ее коррекция
Оценка смещения частоты выполняется с
помощью короткой настроечной
последовательности и длинной настроечной
последовательности. Короткая и длинная
настроечные последовательности
используются соответственно для расчета
грубой и точной оценки поворота фазы
в отсчете, приведенной в уравнении
(2.1). Оценочное значение
используется для умножения отсчетов
основной baseband полосы на
для компенсации поворота фазы из-за
смещения частоты несущей.
2.1.5 Оценка с использованием короткой настроечной последовательности:
Как показано на рисунке 2.1, короткая
настроечная последовательность состоит
из 10 одинаковых частей по 16 отсчетов в
каждой. Последние 5 частей используются
для оценки смещения частоты. Для простоты
обозначим комплексные выборки последних
пяти частей короткой настроечной
последовательности как
,
где
.
Грубая оценка
определяется по формуле:
где
-комплексно-сопряженные отсчеты последних
пяти частей короткой настроечной
последовательности
-комплексные
отсчеты последних пяти частей короткой
настроечной последовательности,
сдвинутые на 16 моментов дискретизации,
-
номер отсчета короткой настроечной
последовательности
Значение
сохраняется для использования на
следующей стадии.
2.1.6 Оценка и коррекция с использованием длинной настроечной последовательности
На рисунке 2.1 показаны две идентичных
части
и
длинной настроечной последовательности.
и
в сумме имеют 128 выборок, обозначенные
здесь, как
,
.
Эти отсчеты обрабатывают в 3 этапа:
1. Грубая коррекция: 128 отсчета корректируется как
,
где -отсчеты частей и , -номер отсчета, -значение грубой оценки, полученное с помощью короткой настроечной последовательности
2. Точная оценка: откорректированные выборки используются для точной оценки следующим образом:
где -комплексно-сопряженные отсчеты части , - номер отсчета части
3. Точная коррекция: выборки будут исправлены еще раз, как:
,
где
-выборки
частей
и
,
-номер
отсчета,
-значение
точной оценки с помощью длинной
настроечной последовательности
Значение заключительной оценки
используется
для коррекции несущей частоты для
остальной части кадра после преамбулы.
Коррекция начинается с первого отсчета
GI символа Signal.
Отсчеты умножаются на
.
Оценка смещения фазы
используется для того, чтобы найти
оценку частоты смещения
, в уравнении (1).
