Исследование влияния искажений, вносимых радиочастотным трактом, на характеристики беспроводных широкополосных систем связи

1 Влияние фазового шума на OFDM системы передачи данных в частотно-селективных каналах связи

1.1 Модель OFDM системы

1.2 Модель фазового шума

1.3 Влияние компенсации общей фазовой ошибки на одном OFDM символе

1.4 Свойства шума неортогональности для случая одной активной поднесущей

1.5 Влияние фазового шума на OFDM систему передачи данных в частотно-плоском канале связи

1.6 Влияние фазового шума на OFDM систему передачи данных в частотноселективном канале связи

1.7 Исследование влияния фазового шума на вероятность битовой ошибки в OFDM системах связи

1.8 Заключение по первой главе

2 Влияние нелинейных искажений усилителя мощности в системах беспроводной связи с одной и многими ортогональными несущими частотами

2.1 Модели систем связи с одной (SC) и многими (OFDM) несущими частотами

2.2 Модели усилителя мощности

2.3 Характеристики нелинейных искажений сигнала

2.4 Результаты анализа для ограничений, накладываемых ВВО

2.5 Результаты анализа для ограничений, накладываемых спектральной маской

2.6 Общее влияние нелинейных искажений усилителя мощности с учетом требований на ВВО и спектральную маску

2.7 Заключение по второй главе

3 Исследование влияния шума аналого-цифрового преобразования на беспроводные системы связи

3.1 Модели OFDM и SC систем связи

3.2 Модель аналого-цифрового преобразования

3.3 Исследование характеристик шума аналого-цифрового преобразования



3.4 Исследование влияния шума аналого-цифрового преобразования на вероятность битовой ошибки в беспроводной системе связи

3.5 Заключение по третьей главе

Заключение

Список литературы



Актуальность темы диссертации

В настоящее время одной из наиболее динамично развивающихся прикладных областей современной радиофизики является область исследований и разработок беспроводных систем связи. Огромный интерес к системам радиосвязи в последнее десятилетие обусловлен несколькими взаимодополняющими тенденциями.

Во-первых, число абонентов мобильной связи выросло во всем мире за последние десять лет более чем в 10 раз с 309 миллионов в 1998 году до 4 миллиардов в январе 2009 г. [1], что составляет 60% населения Земли. Для сравнения на всей планете установлено лишь 1.2 миллиарда стационарных телефонов. Ежегодный оборот мировой индустрии мобильной связи превышает 1 трлн. долларов США, что составляет существенный долю от общемирового внутреннего валового продукта, оцениваемого в 61 триллион долларов США. В 2008 году было продано около 700 млн. сотовых телефонов, а их прогнозируемые продажи в 2012 году должны превысить 1.3 млрд. штук [2].

Одновременно с ростом числа пользователей мобильной связи также происходит увеличение числа различных сервисов, предоставляемых мобильными сетями, что ведет к увеличению требований к техническим характеристикам этих систем, включая требования к скорости передачи информации, качеству обслуживания пользователей, надежности мобильной связи и другим характеристикам. Рост требований к системам мобильной связи приводит к поиску научно-технических решений, которые могли бы улучшить характеристики данных систем. Работа над системами следующих поколений, реализующих новые научно-технические решения, ведется в международных организациях по стандартизации. Например, Международным союзом электросвязи (МСЭ) выполняется в настоящее время разработка спецификаций



Выбранные значения параметров сигналов являются типичными для персональных и локальных систем передачи данных, работающих в диапазоне частот 60 ГГц.

1.2 Модель фазового шума

В работе использовались следующая модель спектральной плотности мощности (СПМ) фазового шума спектральной линии генератора:

£(/) = 5(0) [1 + (//Л) ]

[1+ (///,) ] 

где/- частотная отстройка от несущей частоты генератора, а параметры 5(0), / и /, задают форму кривой СПМ фазового шума, определяя соответственно величину СПМ фазового шума на нулевой отстройке 5(0), а также частотные отстройки нуля f и полюса/р характеристики 5(/).

В данной работе набор из трех параметров (5(0), /, /,}, описывающий конкретную реализацию СПМ фазового шума в модели (1), для удобства описания был заменен на эквивалентный набор из трех параметров (5(0), 5(/= 1 МГц), 5(/~ = да)}. Параметр 5(/’ = 1 МГц) имеет значение величины СПМ фазового шума на частотной отстройке 1 МГц, а параметр 5(/’= оо) величины шумового плато СПМ фазового шума на большой частотной отстройке.

На Рис. 5 показаны СПМ двух моделей фазового шума (МФШ) - МФШ1 и МФШ2, рассматриваемые в настоящей работе и соответствующие двум наборам параметров: {5(0) = 80 дБн/Гц, 5(/= 1 МГц) = -85 дБн/Гц, 5(/’= оо) = -120 дБн/Гц} для МФШ1 и {5(0) = 80 дБн/Гц, 5</= 1 МГц) = -92 дБн/Гц, 5(/= оо) = -120 дБн/Гц} для МФШ2.