3. Содержание отчета

Письменный отчет должен содержать следующие 2 раздела:

1. Результаты предварительной подготовки к экспериментальным исследованиям в лаборатории (см. п.6 раздела 2.1);

2. Результаты экспериментальных исследований в лаборатории (см. п.4 раздела 2.2).

4. Методические указания по выполнению работы

Каждый студент выполняет индивидуальный вариант работы, номер которого определяется порядковым номером его фамилии в журнале академической группы.

Исследования способа формирования OFDM сигнала и получения оценки спектральной плотности мощности этого сигнала выполняются в процессе диалога с имитатором imitatorOFDM, который реализует все алгоритмы формирования комплексной огибающей такого сигнала для вводимых студентом параметров системы передачи. Следует обратить внимание, что имитатор выполняет необходимые вычисления с использованием реального масштаба как по оси времени (секунды), так и по оси частот (Герцы). Например, длительности OFDM символа и защитного интервала должны вводиться студентом в секундах, а частоты на всех графиках указаны в герцах.

Важно, чтобы число отсчетов на интервале ОДПФ было представимо целой степенью двойки, поскольку в этом случае в имитаторе используются быстрые алгоритмы спектрального анализа, что значительно сокращает время моделирования. Минимальное число таких отсчетов функционально связано с числом поднесущих колебаний, которое выбирается из других соображений. Поэтому обычно эти два требования одновременно удовлетворяются благодаря тому, что число поднесущих увеличивается формально до первого большего числа в виде степени двойки, но КАМ символы для этих добавленных поднесущих принимаются равными нулю.

Для уменьшения эффекта наложения спектров рекомендуется при лабораторных исследованиях выбирать число отсчетов на интервале ОДПФ в 2 – 4 раза больше, чем это достаточно для выполнения указанных выше требований. При увеличении частоты дискретизации улучшается также точность представления комплексной огибающей ее дискретными значениями.

Существенной особенностью имитатора является организация моделирования и всех вычислений с использованием понятия комплексной огибающей OFDM радиосигнала. Этот способ является традиционным при проведении реальных исследований в научных лабораториях и овладение им является хотя и попутной, но полезной для студентов задачей.

В системе MATLAB один отсчет сигнала представляется в цифровой форме при длительности соответствующего кодового слова, равной 4-м байтам, т.е. ошибкой квантования при проведении исследований в данной работе можно пренебречь.

Исследование в лаборатории выполняется с помощью системы MATLAB, целесообразность использования которой обусловлена тем, что в ней имеются встроенные специальные функции, обеспечивающие возможность вычисления значений исследуемых сигналов, их спектров и построение соответствующих графиков практически без программирования. Система MATLAB обеспечивает высокое качество графических представлений полученных результатов на экране монитора. Для данной лабораторной работы была составлена специальная программа imitatorOFDM, обеспечивающая диалог со студентом, необходимые вычисления и построения графиков, которые являются аналогами соответствующих функций в реальной оборудовании.

Специальные функции системы MATLAB, используемые в данной работе: subplot, plot, input, disp, figure, modmap, pwelch. Детальные сведения о правилах использования этих функций студент может получить из их описаний, которые содержатся в библиотеках системы MatLab.

Задания в данной работе используют лишь незначительную часть возможностей системы MATLAB и здесь студенты могут проявить широкую личную инициативу.

Защита работы производится за компьютером у экрана дисплея, на котором студент демонстрирует и поясняет вводимые им значения параметров системы передачи и полученные им в диалоге с имитатором графики, предъявляет отчет с результатами своих экспериментальных исследований.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные параметры радиосигнала с квадратурной амплитудной модуляцией (КАМ).

2. Объясните принцип “ортогонального частотного разделения каналов».

3. Что представляет собой комплексная огибающая одного OFDM-символа.

4. Поясните содержание термина «сигнальное созвездие». Нарисуйте возможные варианты сигнального созвездия.

5. Поясните способ выбора частотного интервала между значениями частот соседних поднесущих колебаний OFDM сигнала.

6. Что представляет собой префикс одного OFDM символа, каким образом он формируется?

7. Из каких соображений выбирается длительность защитного интервала времени между двумя соседними OFDM символами?

8. Что представляет собой процедура циклического продолжения поднесущих колебаний и какова цель этой процедуры?

9. Поясните принцип обеспечения ортогональности любых двух поднесущих одного OFDM символа при его формировании.

10. Поясните смысл термина “спектральная плотность мощности радиосигнала”.

11. Поясните используемый в работе способ снижения внеполосных излучений.

12. Что означает термин «мультиплексирование»?

13. Как определяется ширина спектра OFDM радиосигнала?

14. Как определяется пикфактор OFDM радиосигнала?

Литература

1. Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи. - М.: Экотрендз, 2005. – 390 с. (раздел 9.5)

2. Кетков Ю., Кетков А., Шульц М. MATLAB 6.x: программирование численных методов. – С.-Петербург.: БХВ-Петербург, 2004 -662 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1