- •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
2.2.2 Частотная синхронизация.
Следующий блок в цепи синхронизации приемника- OFDM Sync Long. Он необходим для коррекции смещения частоты несущей. При смещении несущей частоты радиосигнала происходит смещение фазы комплексных выборок. Чтобы компенсировать это, в блоке OFDM Sync Long реализован алгоритм оценки и коррекции несущей частоты с использованием короткой настроечной последовательности, описанный в пункте 2.1 данной работы.
Грубая оценка определяется по формуле:
где
–комплексные отсчеты последних пяти
частей короткой настроечной
последовательности
-комплексно-сопряженные
отсчеты последних пяти частей короткой
настроечной последовательности,
сдвинутые на 16 моментов дискретизации,
-
номер отсчета
Значение с используется для грубой коррекции смещения частоты.:
2.2.3 Удаление циклического префикса
Другое назначение блока OFDM Sync Long – извлечение OFDM символов, передающих поля Signal и Data, и удаление из них циклического префикса. Первый шаг в извлечении OFDM символов полей SIGNAL и DATA заключается в определении местоположения их начала в потоке отсчетов. Этот процесс осуществляется с помощью первой части длинной настроечной последовательности T0 (см. рис 2.1), состоящей из 64 отсчетов. Определение начала этих символов должно быть очень точным. Для этой операции в модели приемника используется согласованная фильтрация.
Рисунок 2.6 корреляционные пики при обнаружении
границ полей SIGNAL
На рис.2.6, изображена корреляция входного потока отсчетов и известной длинной настроечной последовательности.
Блок Sync Long вычисляет номера отсчетов, которые соответствуют трем наибольшим значениям корреляции:
где
-
номер отсчета преамбулы (короткой и
длинной настроечной последовательности).
–первая
часть длинной настроечной последовательности,
состоящей из 64 отсчетов,
определяет номера отсчетов соответствующих
максимальным значениям корреляции.
Номер первого отсчета OFDM
символа передающего поле SIGNAL
определяется как сумма 64отсчетов второй
части длинной настроечной последовательности
T1(см. рис. 2.1) максимального
из трех возможных значений
:
(2.11)
На рисунке 2.6 последний пик на выходе согласованного фильтра является максимальным. По этому пику приемник определяет, что до конца длинной настроечной последовательности осталось 64 отсчета. Зная об относительном положении первого отсчета OFDM-символа поля SIGNAL, этот блок может извлекать OFDM символы полей и DATA и передавать отсчеты извлеченных частей символов, соответствующие одному символу в последующие блоки поточного графа. Первый символ каждого OFDM кадра помечен тегами, так что следующие блоки способны распознать начало кадра.
Каждый OFDM символ полей Signal и Data состоит из 80 отсчетов. Первые 16 отсчетов этих OFDM символов используются в качестве циклического префикса, остальные 64 отсчета для передачи полезной информации.
Зная о начале таких OFDM символов, несущих полезную информацию, мы можем удалить из них циклический префикс и группировать отсчеты этих символов следующим образом:
