- •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
1.1.8 Математическое описание ofdm сигнала
Передаваемые сигналы стандартов 802.11а и 802.11g описываются комплексными сигналами в baseband- полосе частот[ CITATION IEE12 \l 1049 ]. Передаваемый сигнал является реальной частью комплексного сигнала и выражается следующим соотношением:
где
представляет собой реальную (действительную)
часть комплексного переменного,
– центральная несущая частота
Передаваемый в baseband-полосе сигнал является композицией из нескольких вносимых символов OFDM - субфреймов
где
-
PLCP
преамбула,
– область SIGNAL,
–область данных (DATA)
Время
определения субфрейма
позволяет определить временные рамки
соответствующего субфрейма. Длительность
OFDM
символов поля SIGNAL
равна 16 мкс. .Длительность OFDM
символов поля DATA
равно 20 мкс
Все субфреймы сигнала получают с помощью обратного преобразования Фурье набора коэффициентов Ck:
где
- оконно-временная функция субфрейма,
-
номер поднесущей,
-
число поднесущих для передачи данных,
-значение
комплексного отсчета субфрейма,
передаваемого на
-й
подесущей,
-
расстояние между поднесущими (или ширина
полосы одной поднесущей,
-длительность
циклического префикса соответствующего
субфрейма. Параметры;
и
приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 Патаметы OFDM символов
Параметр |
Значение
|
|
48 |
|
4 |
: Всего поднесущих |
52
( |
|
0,3125 МГц (=20МГц/64) |
|
3,2 мкс
|
|
16мкс
|
|
4,0мкс
|
|
0,8мкс
|
|
1,6мкс |
|
4мкс |
|
8мкс
|
|
|
Период взятия отсчетов для БПФ/ОБПФ определяется через расстояние между поднесущими:
Изменяемый
параметр
длительности циклического префикса,
используемого в OFDM,
чтобы избежать межсимвольной
интерференции. Существуют три вида
:
циклический префикс короткой настроечной
последовательности равный нулю, длинной
настроечной последовательности равный
, циклический префикс OFDM-
символов областей SIGNAL
и DATA
равный
Длительность таблице
приведена в таблице 1.2.
Границы субфреймов определяются
умножением символов длительностью
принимающих значение
на оконно-временную функцию
,
которая определяется как прямоугольный
импульс
.
Оконно-временная функция
,
в зависимости от значения параметра
длительности
может распространяться и на более чем
один период
.
Оконные функции, которые простираются
на несколько периодов БПФ используются
в определении преамбулы.
где
-длительность
сглаживающего перехода
Рисунок 1.9 иллюстрирует возможность продления оконной функции более чем на один период , и дополнительно показывает сглаживающие переходы при применения функции окна, как указано в уравнении (1.27).
Рисунок 1.9Определение границ субфреймов
В случае стремления к нулю, оконно-временная функция приобретает вид прямоугольного импульса длительностью . Интервал используется в целях сглаживания переходов между последовательными подразделами (subsections) и уменьшения уровня боковых лепестков спектра Это создает небольшое перекрытие между ними длительностью , как показано на18-2 Время перехода, , составляет около 100 нс.

:
Число поднесущих для передачи данных
:
Число пилотных поднесущих
)
расстояние между
поднесущими (или ширина полосы одной
поднесущей
:
Период БПФ/ОБПФ
:
длительность PLCP
преамбулы
:
длительность SIGNAL
BPSK-OFDM
символа
:
длительность
GI
:
длительность настроечного защитного
символа GI
:
Длительность символьного интервала
:
Длительность короткой настроечной
последовательности
:
Длительность длинной настроечной
последовательности
=
8мкс