Багаточастотна модуляція OFDM

Для передачі повідомлень зазвичай використовувалася одна несуча, модульована по амплітуді, частоті або фазі. Цифрові методи використовували від простої FSK до складніших систем векторної модуляції QPSK, 16QAM або 64QAM. Проте при багатопроменевому прийомі у багатьох випадках ці методи забезпечували низьку перешкодостійкість. Істотне поліпшення вдалося отримати при використанні безлічі модульованих несучих в одному каналі передачі даних. Пояснюється це таким чином.

Багатопроменевий прийом приводить до частотно- і просторовоселективним завмирань. Якщо інформація передається тільки на одній частоті, эхо-сигнали викликають порушення прийому в певних місцях, точно відповідних цій частоті.

Передача даних з високою швидкістю (один і більше метасимволів в секунду) на тій, що одній несе приводить до дуже короткої тривалості символів, порядка 1 мкс. Проте затримка эхо-сигналів може бути до 100 і більше мікросекунд, що приводить до міжсимвольних спотворень.

Очевидний спосіб - збільшення періоду повторення символів наскільки можливо для мінімізації міжсимвольної інтерференції. Додатково між символами можна вставити паузи - так звані захисні інтервали.

Проте проблема загасань при цьому повністю не вирішується. Якщо інформація розподілена на тих, що багато несуть, до декількох тисяч, вбудований захист від помилок, при тій же смузі каналу можна збільшити тривалість символів, ті, що окремі несуть можуть бути схильні до загасань, але не всі.

Використовуючи ті, що неспотворені несучі, можна в приймачі відновити безпомилковий потік даних. При збільшенні кількості що несуть до декількох тисяч в стільки ж раз зменшується швидкість передачі символів на кожній окремій загальній швидкості передачі даних, що несе при збереженні, в каналі. Тривалість символу зростає відповідно в декілька тисяч разів, аж до мілісекунд. Можна збільшити і тривалість пауз між символами. У такий спосіб вирішуються проблеми завмирань і міжсимвольних спотворень. Після цього необхідно тільки забезпечити умови, при яких ті, що окремі несучі не створюють перешкод один одному, тобто щоб вони були ортогональні один одному.

При цифровому зв’язку інформація може передаватися як з тимчасовим, так і з частотним розділенням каналів. При частотному розділенні в кожному з субканалів розташовується одна піднесуча. Та, що кожна піднесе модулюється незалежно від інших і переносить власну інформацію. Кожна з поднесучих може використовувати векторну модуляцію - QPSK, 16QAM або 64QAM. Канал може містити декілька тисяч тих, що підносять, кожна з яких переносить інформацію, що не має нічого спільного з останніми.

Можливо, проте, загальний потік даних із захистом від помилок розділити на безліч тих, що підносять. Це частотно розділений мультиплекс (FDM). При цьому один потік розсипається на декілька тисяч потоків, передаваних в одному каналі на тих, що окремо несуть з цифровою векторною модуляцією. Оскільки ті, що ці підносять розташовані дуже близько одна від одної, тобто з частотним рознесенням порядка декілька кілогерц, необхідно забезпечити, щоб вони не створювали перешкод один одному. Ті, що несуть повинні бути ортогональні один одному. У техніці зв’язку це означає відсутність взаємних перешкод завдяки певним властивостям сигналів.

Це досягається вибором рознесення що несуть відповідно до зворотньої величини тривалості прямокутного вікна, тобто періоду символів. Такі пакети спалахів з безліччю модульованих підносячих, часто до декількох тисяч, називаються OFDM-символами. Умова ортогональності має наступний вигляд: Δf = I/Δt, де Δf- рознесення тих, що підносять, Δt - період символів (мал. 9.3).

Мал. 9.3

У системі DVB-T є два режими 2k і 4k, в системі DVB-H доданий третій 4k. Основні характеристики цих режимів приведені в наступній таблиці:

Таблиця 9.1 - Параметри DVB-T/H

Режим	2k	4k	8k
Число тих, що підносять
Зразкове рознесення тих, що підносять	4 кГц	2 кГц	1 кГц
Зразкова тривалість символу	250 мкс	0,5 мс	1 мс

Дата добавления: 2015-09-06