Научная статья на тему 'Основной принцип технологии C-OFDM'

Основной принцип технологии C-OFDM Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
256
35
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
COFDM / OFDM / ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ / ЦИКЛИЧЕСКИЙ ПРЕФИКС / ФУРЬЕ / FFT / МНОГОЛУЧЕВОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Горьковский Кирилл Андреевич

В статье рассматривается технология ортогонального частотного разделения каналов с кодированием C-OFDM. Описание технологии C-OFDM включает в себя: описание технологии OFDM, описание методов помехозащищенности OFDM-сигналов, обоснование применения техники прямой коррекции ошибок для увеличения показателей помехоустойчивости в технологии C-OFDM.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Горьковский Кирилл Андреевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Основной принцип технологии C-OFDM»

3) Определение порядка проведения самооценки - либо группой (межфункциональной или другой соответствующей группой), либо отдельными исполнителями. Процессу самооценки может способствовать назначение координатора;

4) Определение уровня зрелости по каждому отдельному процессу предприятия ТС АПК. Это осуществляется путем сопоставления текущего положения дел на предприятии с примерами, перечисленными в таблицах, и путем определения элементов, уже применяемых предприятием, начиная с уровня 1 и переходя к более высоким уровням зрелости. Текущий уровень зрелости считается наивысшим достигнутым уровнем зрелости без каких-либо предшествующих расхождений;

5) Обобщение результатов в отчете. Это позволяет фиксировать результаты, достигнутые за определенный период времени, и облегчает обмен информацией, как в рамках организации, так и за ее пределами.

6) Оценка текущей эффективности процессов организации и выявлении участков, требующих совершенствования (нововведений). Такие возможности должны быть выявлены в рамках процесса, и в результате оценки должен быть разработан план действий [4].

Предприятие ТС АПК может характеризоваться разными уровнями зрелости по каждому из элементов. Анализ расхождений может помочь высшему руководству в планировании и определении первоочередных мер по улучшению или инновационных инициатив, необходимых для перевода отдельных элементов на более высокий уровень.

7) Анализ результатов самооценки и планирование улучшений. По результатам проведения самооценки должен быть составлен план улучшений (инноваций), который используется в качестве исходной информации при проведении планирования и анализа со стороны высшего руководства на основе элементов стандарта ГОСТ Р ИСО 9004-2010 [4].

Список литературы

1. ГОСТ Р ИСО 9004-2010. Менеджмент для достижения устойчивого успеха организации. Подход на основе менеджмента качества. 3 с.

2. Карпузов В.В. Системы качества. Учебник для вузов. М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2010. 340 с.

3. Карпузов В.В., Самордин А.Н. Методические рекомендации по созданию системы менеджмента качества на предприятии ТС АПК. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2014. 352 с.

ОСНОВНОЙ ПРИНЦИП ТЕХНОЛОГИИ C-OFDM Горьковский К.А.

Горьковский Кирилл Андреевич — студент магистратуры, кафедра средств связи и информационной безопасности, Омский государственный технический университет, г. Омск

Аннотация: в статье рассматривается технология ортогонального частотного разделения каналов с кодированием C-OFDM. Описание технологии C-OFDM включает в себя: описание технологии OFDM, описание методов помехозащищенности OFDM-сигналов, обоснование применения техники прямой коррекции ошибок для увеличения показателей помехоустойчивости в технологии C-OFDM.

Ключевые слова: C-OFDM, OFDM, помехоустойчивость, циклический префикс, Фурье, FFT, многолучевое распространение.

Технология ортогонального частотного разделения каналов с кодированием (C-OFDM) нашла применение в стандарте цифровой передачи аудио-сигналов DAB и в стандарте цифрового телевещания DVB-T. Устойчивость к последствиям многолучевого распространения (при условии использования подходящего защитного интервала) - это то достоинство технологии C-OFDM, благодаря которому вышеупомянутые стандарты отвечают современным требованиям к качеству радиовещания. Эта устойчивость проявляется не только при «естественном» многолучевом распространении. Технологию C-OFDM с успехом можно использовать в так называемых одночастотных сетях SFN, в которых все излучатели передают один и тот же сигнал, на одинаковых частотах. В таких сетях на вход приёмного устройства с

разными задержками поступают одинаковые сигналы от разных источников, и, в таком случае, наблюдается «искусственное» многолучевое распространение [1, 14].

Другим преимуществом технологии C-OFDM является высокая помехоустойчивость к узкополосным помехам. Кстати говоря, такими помехами для C-OFDM-сигналов являются обычные аналоговые телевизионные сигналы стандартов NTSC, PAL, SECAM [1, 15].

Главным отличием технологии C-OFDM от OFDM является способность к восстановлению утраченных или искаженных данных при приеме благодаря использованию техники прямой коррекции ошибок.

В технологии OFDM высокоскоростной поток данных разбивается на множество низкоскоростных потоков (обычно больше тысячи), которые передаются одновременно, каждый на своей частоте. Благодаря уменьшению скорости, длительность символа в каждой поднесущей увеличивается и становится значительно больше задержки распространения, что делает OFDM намного устойчивей к межсимвольной интерференции [2, 51].

В технологии частотного мультиплексирования FDM поднесущие отделялись друг от друга довольно большим защитным интервалом для того, чтобы спектральные составляющие одной поднесущей не перекрывались со спектральными составляющими другой. В технологии OFDM для увеличения спектральной эффективности используют ортогональные поднесущие. Это означает, что для оптимального приёма необходимо, чтобы расстояние между поднесущими было равным 1/длительность символа [2, 51].

Для более эффективной защиты от межсимвольных помех и помех между поднесущими, длительность символа OFDM-сигнала увеличивается путем добавления защитного интервала, при условии, что величина защитного интервала должна быть больше задержки эхосигналов на входе приемника. В качестве защитного интервала могут использоваться нули, добавленные в начало каждого символа, что также позволяет более точно выделять такты при приёме. Большим недостатком такого защитного интервала являются тяжелые условия работы передатчика в импульсном режиме. Поэтому в качестве защитного интервала используют циклический префикс - избыточную информацию, представляющую собой копию окончания символа. На рисунке 1 приведен пример добавления циклического префикса к OFDM-символам.

Рис. 1. Пример добавления циклического префикса

Добавление защитного интервала существенно уменьшает объём передаваемой «полезной» информации, поэтому выбор его длительности является компромиссом между скоростью передачи данных и их сохранностью. К примеру, в стандартах DAB и DVB-T защитный интервал не превышает % длительности символа, но защищает сигнал от воздействия межсимвольной интерференции при максимальной задержке эхосигналов порядка 200 мкс (в зависимости от выбранного режима работы системы).

Разумеется, передача одного сигнала на тысяче поднесущих, их модуляция и демодуляция -задача непосильная как для передатчика, так и для приёмника. К счастью одновременная модуляция и демодуляция большого количества поднесущих эквивалентна операциям дискретного преобразования Фурье, для которых существуют эффективные алгоритмы быстрого преобразования Фурье (FFT и IFFT).

В условиях многолучевого распространения, сигнал, передаваемый на некоторых поднесущих, усиливается, а на других ослабляется. По этой причине часть передаваемой информации принимается в хорошем качестве, а другая часть вообще может быть утрачена. Это связано с влиянием частотно-селективных замираний на OFDM-сигнал [3, 36].

Без Влияния часгготно-селвктибных замираний \ Потеря части Зонных

'У 1 t 1 1 г 1 1 1 / \ г 1 1 / i l 1 \ 1 1 1 / 1 ! • 1 -1-- Х\ \ 1 Vi 'Г / / ч'Т \ \ / /Г 1 1 ( f 1 \ \ \ \ \ I >-- / 1 1 1 / ( 1 l t t w л /Г / \ ■М

1 1 Не су Щ1 JE 14, 1 1 1

Рис. 2. Влияние частотно-селективных замираний на OFDM сигнал

Однако, если совместно с «полезной» информацией передавать избыточную, с помощью которой приемник мог бы восстановить утраченные или искаженные данные, частотно-селективные замирания уже не оказывали бы серьезного влияния на качество связи. Именно добавление такой избыточной «корректирующей» информации обеспечивает техника прямой коррекции ошибок FEC в технологии C-OFDM, включающая в себя использование сверточного кодера и сверточного декодера Витерби.

Таким образом, в сравнении с OFDM, технология C-OFDM обладает наилучшей помехоустойчивостью, но уступает в скорости передачи данных, по причине увеличения объема передаваемой информации.

Список литературы

1. Локшин Б.А. Сравнение видов модуляции в наземном цифровом вещании // Теле-Спутник: журнал, 2001. № 3 (65).

2. Лебедев В. Модуляция OFDM в радиосвязи // Радиолюбитель, 2008. № 9.

3. Бакулин М.Г., Крейнделин В.Б., Шлома А.М., Шумов А.П. Технология OFDM. Учебное пособие для вузов. М.: Горячая линия - Телеком, 2015. 360 с. ISBN 978-5-9912-0549-8.

ПРЯМАЯ КОРРЕКЦИЯ ОШИБОК В ТЕХНОЛОГИИ C-OFDM

Горьковский К.А.

Горьковский Кирилл Андреевич — студент магистратуры, кафедра средств связи и информационной безопасности, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный технический университет, г. Омск

Аннотация: в статье рассматриваются алгоритмы сверточного кодирования и сверточного декодирования Витерби, принцип их работы, а также пример формирования и декодирования сверточного кода.

Ключевые слова: C-OFDM, прямая коррекция ошибок, FEC, сверточное кодирование, Витерби, кодер, декодер, помехоустойчивое кодирование, треллис-диаграмма, обнаружение и исправление ошибок.

Как известно, технология C-OFDM выгодно отличается от других технологий и, прежде всего, от технологии OFDM наилучшими показателями помехоустойчивости. Благодаря этому качеству, на данный момент C-OFDM является лучшим выбором для передачи видео- и аудио-сигналов в режиме реального времени. За счет чего же достигается такая высокая помехоустойчивость? Дело в том, что технология C-OFDM основана на методе прямой коррекции ошибок FEC [1,4]. С учетом особенностей технологии OFDM, прямая коррекция ошибок в технологии C-OFDM включает в себя:

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.