Toshkent davlat iqtisodiyot va servis universtiteti samarqand filiali

TOSHKENT DAVLAT IQTISODIYOT VA SERVIS UNIVERSTITETI SAMARQAND FILIALI
Mavzu: Simsiz ma'lumotlarni uzatish telekommunikatsiya tizimlarida OFDM-signallar

Guruh:__________________

Topshirdi: __________________
Tekshirdi: __________________
Samarqand-2022
Simsiz ma'lumotlarni uzatish telekommunikatsiya tizimlarida OFDM-signallar
Bugungi kunga qadar simsiz tarmoqlar ma'lumotlarni uzatish sohasida - radioaloqa tarmoqlarida katta rivojlanish bo’ldi. Bu ulardan foydalanish qulayligi, tejamkorlik va maqbul o'tkazish qobiliyati bilan bog'liq. Infokommunikatsion tizimlar rivojlanishining hozirgi dinamikasiga asoslanib, simsiz tarmoqlar soni va tarqalishi tez orada simli tarmoqlardan oshib ketadi, degan xulosa kelib chiqadi. Ushbu dinamik simsiz tarmoqlarda axborot xavfsizligi talablariga bevosita ta'sir qiladi. Ishonchli va yuqori tezlikdagi aloqa tizimlarini qurishning eng istiqbolli usullaridan biri OFDM (Ortogonal chastota bo'linishi multipleksatsiyasi) signallaridan foydalanish hisoblanadi. Telekommunikatsiyada ortogonal chastotali bo'linish multipleksatsiyasining bir turi (OFDM) raqamli uzatishdir va ko'p sonli raqamli ma'lumotlarni kodlash usullari chastotalarni olib yuradi. OFDM raqamli keng polosali, raqamli televidenie va audio eshittirish, DSL Internetga ulanish, simsiz tarmoqlar, elektr uzatish tarmoqlari va 4G/5G mobil aloqa kabi ilovalarda qo'llaniladigan mashhur sxemaga aylandi.
TARIXI
OFDM - 1966 yilda Bell Laboratoriesda Robert V. Chang (FDM) tomonidan kiritilgan chastota taqsimoti multipleksoridir.] OFDM da maʼlumotlar bir nechta yaqin ortogonal spektrlarni bir-biriga yopishgan subtashuvchi signallarni uzatish uchun parallel ravishda uzatiladi .Demodulyatsiya tez Furye o'zgartirish algoritmlariga asoslanadi. Qo'riqlash oralig'i OFDM tomonidan 1971 yilda Vaynshteyn va Ebert tomonidan ko'p yo'nalishga ta'sir qiluvchi uzatish kanallarida yaxshi ortogonallikni ta'minlash uchun ishlab chiqilgan.
.AFZALLIKLARI
OFDM ning yagona tashuvchi sxemalarga nisbatan asosiy afzalligi uning kanal og‘irligi sharoitlarini (masalan, mis simning uzoq davom etishi, tor polosali yuqori chastotali shovqin va chastotani selektiv surtish tufayli ko‘p yo‘nalishlilik) murakkab tenglashtiruvchi filtrlarsiz boshqarish qobiliyatidir.Kanallarni moslashtirish soddalashtirilgan, chunki ko'plab OFDM signallari sekin modulyatsiyalangan tor polosali tez modulyatsiyalangan keng polosali signallar sifatida ko'rib chiqilishi mumkin. Belgilarning past qiymati himoya diapazoniga ega bo'lgan qurilmadan eksport qilish imkonini beradi, bu ularni quvvat va rezonans chegarasi va vaqt bo'yicha turli xil belgilararo shovqinga (ISI) (dyuym) qarshi taqsimlash imkonini beradi, ya'ni signal-to. -shovqin nisbati, qo'shimcha bo'lib, televizor sharpasi va analog xiralashishiga yordam beradi). Ushbu tizimni osonlashtiradigan uchta mexanizm Yagona chastotali tarmoqlar (SFN) bo'lib, ularda bir nechta qo'shni transmitterlar bir xil chastotada bir xil signalni ketma-ketlikda uzatadi, chunki bir nechta uzoq masofali transmitterlarning signallari tizimli ravishda bog'langan
Ilovalar namunasi
Quyida OFDM asosidagi standartlar va mahsulotlarning qisqacha tavsifi keltirilgan
Simli versiya asosan :

• 
  Discrete Multitone Transfer (DMT) deb ataladi.
  
• 
  ADSL va VDSL mis quvvat simlari orqali keng polosali ulanish qutilari
  
• 
  DVB-C2, DVB-C raqamli kabel televideniesi standartining kengaytirilgan versiyasi.
  
• 
  Tarmoqqa ulanish (PLC)
  
• 
  ITU-T G.hn mavjud uy simlari (elektr liniyalari, telefon liniyalari va koaksiyal kabellar) uchun yuqori tezlikdagi mahalliy tarmoqlarni taʼminlovchi standartdir
  
• 
  TrailBlazer telefon liniyasi modemlari
  
• 
  Coax Alliance orqali multimedia (MoCA) uy tarmog'i
  
• 
  DOCSIS 3.1 Keng polosali yetkazib berish
  

Simsiz versiya

• 
  EEE 802.11 HIPERLAN/2 simsiz mahalliy tarmoq (WLAN) havo interfeyslari
  
• 
  Raqamli radio tizimlari DAB/EUREKA 147, DAB+, raqamli radio Mondiale, HD radio, T-DMB va ISDB-TSB
  
• 
  DVB-T va ISDB-T yer usti raqamli televideniye tizimlari
  
• 
  DVB-H, T-DMB, ISDB-T va MediaFLO oldinga er usti mobil televizion tizimlari
  
• 
  Simsiz shaxsiy tarmoq (PAN) Ultra keng polosali (UWB) IEEE 802.15.3a WiMedia Alliance entsiklopediyasi tomonidan taklif qilinganlarni amalga oshirish
  
• 
  OFDM asosidagi bir nechta kirish texnologiyalari. OFDM da bir nechta 4G va 4G mobil tarmoqlarida, mobil keng polosali ulanish standartlari va keyingi avlod WLANlarida qo'llaniladi:
  

Mobil keng polosali simsiz (MBWA) standarti IEEE 802.20.
Xulosa shuki, 3GPP Long-Term Evolution (LTE) to'rtinchi avlod mobil keng polosali standartdir. Yuqori tezlikli OFDM paketi (HSOPA) uchun havo interfeysiga kirish, endi Kengaytirilgan UMTS yer usti radiosi (E-UTRA) deb ataladi.
Afzalliklari haqida xulosa
Boshqa modulyatsiya sxemalariga nisbatan yuqori spektral samaradorlik, masalan, ikki tomonlama tarmoqli, tarqalgan spektr va boshqalar.

• 
  Murakkab vaqt domeni tenglamalarisiz og'ir kanal sharoitlariga osongina moslasha oladi.
  
• 
  Tor polosali ulanish kanal aralashuviga chidamli
  
• 
  ISI va ko'p yo'l tufayli xiralashish
  
• 
  Tez Furye transformatsiyasidan samarali foydalanish
  
• 
  Vaqt xatolariga nisbatan past sezgirlik
  
• 
  Sozlanishi mumkin bo'lgan qabul qiluvchining pastki kanal filtrlari talab qilinmaydi (an'anaviy FDMdan farqli o'laroq)
  
• 
  Yagona chastotali tarmoqlarni (SFN) osonlashtiradi (ya'ni transmitterning makroxilma-xilligi)
  

Kamchiliklarning qisqacha mazmuni

• 
  Sezuvchan Doppler almashinuvi
  
• 
  Chastotani sinxronlash muammolariga sezgir
  
• 
  Yuqori cho'qqidan o'rtacha quvvat nisbati (PAPR) past quvvat samaradorligiga ega chiziqli uzatuvchi sxemani talab qiladi.
  
• 
  Ishlash qobiliyatini yo'qotish natijasida yuzaga kelgan tsiklik prefiks/qo'riqchi oralig'i
  

FOYDALANILISHI

OFDM signallari ko'p yo'l sharoitida ma'lumotlarni uzatishda keng qo'llaniladi, bu belgilararo interferensiya (ISI) va chastotani tanlashning pasayishi (FSF) muammolarini hal qilish imkonini beradi. Bunda kanalning ajratilgan tarmoqli kengligidan unumli foydalaniladi va axborot uzatishning yuqori tezligi saqlanadi. Yuqori uzatish samaradorligini ta'minlash uchun birinchi navbatda OFDM signallarining signalini aniqlash kerak Raqamli televidenie tizimlarini ishlab chiquvchilar, shuningdek, raqamli sinxronizatsiya tizimlari va axborot uzatish tizimlari sohasidagi mutaxassislar uchun. OFDM tizimlarining o'ziga xos xususiyati FFT dan foydalanishdir, bu sizga ma'lumotlarni ko'p sonli ortogonallar orqali parallel ravishda uzatiladigan ko'plab mustaqil oqimlarga bo'lish imkonini beradi. Vaqt domenida ma'lumotlar oqimi prefiks sifatida maxsus himoya oralig'ini o'z ichiga olgan ma'lum uzunlikdagi (OFDM belgilari) segmentlarga bo'linadi. Ramkalar ma'lum miqdordagi OFDM belgilaridan hosil bo'ladi, ular: o'z navbatida superfreymlarni hosil qiladi. Axborot ma'lumotlariga qo'shimcha ravishda, ish tartibi to'g'risidagi xizmat ma'lumotlari, shuningdek, qabul qiluvchi tomonda oldindan ma'lum bo'lgan uchuvchi signallar belgilarda uzatiladi. Ular uzatish kanalining sifatini va qabul qiluvchi uskunaning sinxronizatsiyasini baholashga xizmat qiladi. Ushbu hujayralardagi parametrlarning qiymatlari tizimning xususiyatlarini, ayniqsa signalni qabul qilishning sinxronizatsiyasi va ishonchliligini optimallashtirish uchun ehtiyotkorlik bilan tanlanadi .OFDM signalining bir qismi sifatida subtashuvchi chastotalarning katta to'plamidan foydalanish uning yuqori potentsial shovqin immuniteti, chastota spektridan samarali foydalanish va raqamli ishlov berish usullari bilan texnik echimlarni amalga oshirish qulayligi kabi xususiyatlarini belgilaydi. Ko'p yo'nalishli signalning tarqalishining ta'siri qayta ishlash jarayonida uzoqroq bo'lgan himoya oralig'ini kiritish orqali hisobga olinadi. signal nusxalarining kutilgan kechikishidan ko'ra. Qo'riqlash oralig'ida signal davom etadi va vaqt o'tishi bilan takrorlanadi, shuning uchun himoya oralig'ini kiritish operatsiyasi ko'pincha tsiklik prefiksning shakllanishi deb ataladi. Ushbu interval aloqa kanalida ko'p yo'nalishli tarqalish natijasida kelib chiqadigan signal buzilishlarini istisno qilish imkonini beradi, ya'ni oldingi belgining kechiktirilgan nusxalarining joriy axborot belgisini qayta ishlashga ta'sirini yo'q qiladi. Signalni to'g'ri demodulyatsiya qilish uchun qabul qiluvchilar uni foydali belgilar davrida namuna olishlari kerak. Shovqinni to'g'irlovchi kodlash tizimga radiokanaldagi chastota selektiv susayishi ta'sirini bartaraf etish uchun kiritilgan, buning natijasida turli tashuvchilarda signal-shovqin nisbati farqlanadi. Bunday pasayishning tabiati bir xil tashuvchi chastotada to'g'ridan-to'g'ri va aks ettirilgan nurlarning signallarining aralashuvi bilan bog'liq. Vaqt va chastota sinxronizatsiyasi buzilgan bo'lsa, televizor tizimi tomonidan takrorlanadigan tasvir va ovozning sifati pasayadi. Shu munosabat bilan qabul qilingan signalni tahlil qilish va tuzatish kerak. OFDM signalini minimal xatolar bilan demodulyatsiya qilish uchun qabul qiluvchilar OFDM belgilarining foydali qismlarini himoya qilish intervallarisiz ajratib olishlari, shuningdek, spektrning tashuvchisi chastotasini sozlashlari kerak, shuning uchun transmitter va qabul qiluvchining ishlashida sinxronizatsiya zarur. Va bu maqsadda uchuvchi signallari ishlatiladi, ba'zan "uchuvchilar" deb ataladi. OFDM tizimining asosiy vazifalaridan biri parametrlarni baholash va tiklash algoritmlarini ishlab chiqish va tadqiq qilish asosida Elektronika 7 radioaloqa va radioeshittirish tizimlarida OFDM signalidan foydalanish samaradorligini oshirishdan iborat. Algoritmlarning ishlashi va ularning apparat ta'minotini yaxshilash uchun ishlab chiquvchilar tomonidan ko'plab masalalar o'rganilmoqda. OFDM tizimlarida eng murakkab va ilmiy jihatdan ziddiyatli algoritmlar sinxronizatsiya bilan bog'liq. Transceiver tizimlarini sinxronlashtirish muammosini hal qilishda algoritmik yondashuvda himoya oralig'i va uchuvchi signallar qo'llaniladi. Raqamli televidenie tizimlari uchun asosiy amaliy sinxronlash algoritmlari intuitiv tarzda qurilgan, ularni qo'llash shartlari etarlicha o'rganilmagan va uzatish kanalining ta'siri hisobga olinmaydi. Ko'pgina nazariy algoritmlar qo'llaniladigan qiymatga ega emas, chunki ularni amalga oshirish noma'lum statistik xususiyatlarni bilishni talab qiladi. Yechilmagan muammolar majmuasi yuqori aniqlikdagi sinxronizatsiya tizimini tadqiq qilish va qurish vazifasini tashkil etadi. Telekommunikatsiya tizimlarida OFDM signallarini o'rganish bo'yicha ko'plab ishlarda raqamli eshittirishning asosiy va eng dolzarb ilmiy-texnik muammosini hal qilish amaliy ahamiyatga ega va universal bo'lgan sinxronizatsiya sxemasining oqilona tuzilishini ishlab chiqishdir. ilova. Ko'p yo'nalishli signalli kanallarda (masalan, qisqa to'lqinli (HF) kanal) ma'lumotni uzatishning eng samarali usullaridan biri OFDM tizimlaridan foydalanish hisoblanadi. Raqamli axborotni uzatish tizimlarida OFDM signallaridan foydalanish yuqori tezlikdagi ma’lumotlar oqimini bir necha o‘nlab (yuzlab, minglab) past tezlikli oqimlarga bo‘lish va siklik prefiksni kiritish orqali belgilararo interferensiya (ISI) muammosini hal qilish imkonini beradi. Df pastki tashuvchilari orasidagi chastotalar oralig'ining qiymati minimal va 1/T chastotasiga teng qilib tanlanadi. Minimal chastotali ajratilgan ko'plab tashuvchilarning mavjudligi, natijada olingan signalning spektrining shakli to'rtburchaklar shakliga yaqinlashishiga olib keladi. Shunday qilib, kanalning ajratilgan tarmoqli kengligidan samarali foydalaniladi va foydali ma'lumotlarni uzatishning yuqori tezligi saqlanadi. Mobil qurilmalar texnologiyalarining rivojlanishi, simsiz mahalliy tarmoqlar (WLAN) va Internetning tez o'sishi mobil tarmoqlarning sig'imini oshirishga bo'lgan ehtiyojni tobora ortib bormoqda. Uyali aloqa tarmoqlarini GSM tarmoqlarida GPRS, shuningdek, 3G va 4G tarmoqlari kabi maʼlumotlar tarmoqlari bilan yanada kengroq integratsiyalashuviga ehtiyoj bor. Biroq, mavjud texnologiyalar tarmoq sig'imi, uzatish tezligi va xizmatlar narxiga bo'lgan yangi ehtiyojlarni qondira olmaydi. OFDM - Ortogonal Frequency Multiplexing - modulyatsiya sxemasi bo'lib, hatto ko'p tarmoqli kanallarda ham tez va samarali ma'lumotlarni uzatish imkonini beradi. Uzatish bir vaqtning o'zida ko'p sonli tashuvchi chastotalarida amalga oshiriladi. Ushbu tashuvchilar kichik chastotali ajratishga ega va ularning spektrlari OFDM signalining guruh spektrini tashkil qiladi. Zamonaviy keng polosali kirish simsiz aloqa tizimlarida ortogonal chastota (OFDM) va fazoviy (MIMO) xilma-xillik texnologiyalaridan foydalanish signallarning ko'p yo'nalishli tarqalishi sharoitida axborot samaradorligini oshirishga va natijada shovqin immunitetini oshirishga imkon beradi. ko'rib chiqilayotgan tizimlar. Shu bilan birga, fazalarni sinxronlashtirishning aniqligi va kanal xususiyatlarini baholash kanallarning chastotasi va vaqt selektivligi sharoitida shovqin-immunitetni qabul qilish samaradorligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Signalni modellashtirish va uning parametrlarini baholashning mavjud yondashuvlari yuqori hisoblash murakkabligiga ega yoki MIMO-OFDM tizimlarida foydalanish uchun etarli aniqlikka ega emas, bu sinxronizatsiya va baholash xatolariga yuqori sezgirlik bilan tavsiflanadi. MIMO-OFDM signalining matematik modeli, aloqa kanalining chastotasi va vaqt selektivligini va qabul qilgichda o'rnatilgan to'liq bo'lmagan sinxronizatsiya holatini hisobga olgan holda, qabul qiluvchi tomonda kanal uzatish koeffitsientlari va tashuvchining chastota ofsetini baholashning aniqligini yaxshilash imkonini beradi. Ko'p yo'nalishli kanallarda taqdim etilgan algoritmlarni qiyosiy tahlil qilish natijasida tashuvchining chastotasi ofsetining olingan baholarining to'g'riligi va bunday usullarni OFDM tizimlarida amaliy qo'llash imkoniyatlari to'g'risida xulosalar chiqarildi.
OFDM har doim kanal kodlash (oldinga xato tuzatish) bilan birgalikda ishlatiladi va deyarli har doim chastota va/yoki vaqt oralig'idan foydalanadi.
Chastota (pastki tashuvchi) interleaving kabi chastotali tanlangan kanal sharoitlariga chidamliligini oshiradi. Masalan, kanal sig'imining bir qismini qisqartirganda, chastotalar orasidagi intervalga o'tish ushbu pastki tashuvchilar tufayli yuzaga keladigan bit xatolarining konsentratsiyada emas, balki tarmoqli kengligining xiralashgan qismida, bit oqimida taqsimlanishini ta'minlaydi. Xuddi shunday, vaqtni ajratish, avvalroq bit oqimida bir-biriga yaqin bo'lgan bitlarning vaqt o'tishi bilan bir-biridan uzoqlashishiga imkon beradi va shu bilan yuqori tezlikda harakatlanayotganda yuzaga keladigan jiddiy pasayishni kamaytiradi.
Biroq, vaqtni taqsimlash asta-sekin kamayib boruvchi kanallarda, masalan, statsionar qabul qilishda unchalik foydali emas va chastota diapazonida tekislashda tor diapazonli kanallarda foydasiz (bir vaqtning o'zida butun kanalning o'tkazuvchanligi pasayadi).
OFDM-ga asoslangan tizimlarda ishlab chiqarishni kodlashning klassik turi bu ko'pincha Reed-Suley kodlash bilan birlashtirilgan hajmli kodlashdir. kodlash uchun ikkita kodlash o'rtasida qo'shimcha interleaving (yuqoridagi yuklash vaqti va chastotali interleaving) bajaring. Xatolarni tuzatish sozlamalarida Reed-Solomon kodlash Konvolyutsion dekodlash vaqtida tuzatish Modul Viterbi dekoderida yuqori xato konsentratsiyasida qisqa paketlarni ishlab chiqaradi va Reed-Solomon kodlari juda o'xshash xato paketlarini tuzatadi.
OFDM bir nechta kirish bilan kengaytirilgan
OFDM kanalga kirish usuli emas, balki shaxsiy usul ko'rinishida ko'p foydalanuvchi hisoblanadi, chunki u bitta aloqa kanali orqali bitta aloqa ulanishini yaratish uchun bitta OFDM belgilar ketma-ketligidir. OFDM bilan bitta mumkin bo'lgan bir nechta kirish foydalanuvchilarining chastotasi yoki kodlash vaqtini olish.
OFDMA ham nomzodlarga kirish usuli hisoblanadi.
Yiliga ko'p operatorli kod bo'linishi ko'p kirish (MC-CDMA) bilan birlashtiriladi, shuningdek, OFDM-CDMA deb ham ataladi, har bir foydalanuvchi uchun OFDM kodlash uchun tarqalgan CDMA spektri. Birlashtirilgan kanallarda shovqinlarni kamaytirish mumkin, ya'ni. Ushbu qo'llanmada soddalashtirilgan sobit bo'linish (FCA) chastotasini rejalashtirish sxemalaridan yoki murakkab dinamik bo'linish (DCA) sxemalaridan qochish kerak.
Ushbu bo'limda vaqt o'zgarmasligiga mos keladigan sodda idealizatsiya qilingan OFDM tizim modeli tasvirlangan AWGN kanal.
Transmitter

OFDM tashuvchisi signali bir qator ortogonal subcarrierlarning yig'indisi, bilan tayanch tasma har qanday subcarrier haqidagi ma'lumotlar
Qabul qiluvchi