Способ приема сигналов ofdm

Авторы патента:

H04B7/005 - управление передачей; коррекция

H03K3/00 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2646361:

Закрытое акционерное общество "Национальный институт радио и инфокоммуникационных технологий" (ЗАО "НИРИТ") (RU)

Изобретение относится к области радиосвязи, а именно к устройствам, предназначенным для сетей беспроводной связи при многолучевом распространении радиосигнала OFDM, и может быть использовано на базовых станциях и в мобильных терминалах. Технический результат заключается в повышении скорости передачи OFDM сигналов. Способ приема сигналов OFDM включает преобразование входного аналогового сигнала OFDM в последовательность из М цифровых информационных сигналов, где М-целое число, с помощью быстрого преобразования Фурье. Периодически в OFDM сигнале передают обучающую последовательность. По этой обучающей последовательности и принятому из эфира отклику на эту обучающую последовательность формируют импульсный отклик канала. Осуществляют формирование 2^м образцов импульсного отклика канала на все возможные значения последовательности из М информационных цифровых сигналов. Сравнивают их с откликом на последовательность из М информационных цифровых сигналов, полученным из эфира. Выбирают ту последовательность из М информационных цифровых сигналов, у которой импульсный отклик канала меньше всего отличается от отклика на информационную последовательность, принятую из эфира. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к области радиосвязи, а именно к устройствам, предназначенным для сетей беспроводной связи при многолучевом распространении радиосигнала OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов), и может быть использовано на базовых станциях и в мобильных терминалах.

Известен способ приема сигналов OFDM, заключающийся в том, что осуществляют преобразование входного аналогового сигнала OFDM в последовательность из М цифровых информационных сигналов, где М-целое число, с помощью быстрого преобразования Фурье преобразуют последовательность в параллельные потоки данных, которые затем преобразуют в последовательный поток данных [1].

В методе мультиплексирования OFDM входящий поток данных делится на несколько параллельных подпотоков с более низкой скоростью передачи, а каждый подпоток модулируется и передается на своей ортогональной поднесущей. Подпотоки представляют собой данные от одного или нескольких абонентов. Особенности распространения сигналов по радиоканалу, многолучевость, сдвиги частот поднесущих и неточности временной синхронизации приводят к снижению отношения сигнал/шум и соответственно к ошибкам в приеме сигнала. Для повышения устойчивости сигнала к разбросу задержки в каждой поднесущей вводится защитный интервал за счет уменьшения длительности символа OFDM. В стандартном OFDM сигнале защитный интервал вставляется после каждого информационного символа, что уменьшает скорость передачи.

Техническим результатом данного изобретения является повышение скорости передачи сигнала за счет сокращения количества защитных интервалов, вставляемых только через каждые М информационных символов.

Требуемый технический результат достигается тем, что согласно способу приема сигналов OFDM, заключающемуся в том, что осуществляют преобразование входного аналогового сигнала OFDM в последовательность из М цифровых информационных сигналов, где М-целое число, с помощью быстрого преобразования Фурье преобразуют последовательность в параллельные потоки данных, которые затем преобразуют в последовательный поток данных, согласно изобретению периодически в OFDM сигнале передают обучающую последовательность, по этой обучающей последовательности и принятому из эфира отклику на эту обучающую последовательность формируют импульсный отклик канала, осуществляют формирование 2^M образцов импульсного отклика канала на все возможные значения последовательности из М информационных цифровых сигналов, сравнивают их с откликом на последовательность из М информационных цифровых сигналов, полученным из эфира, выбирают ту последовательность из М информационных цифровых сигналов, у которой импульсный отклик канала меньше всего отличается от отклика на информационную последовательность, принятую из эфира, и далее именно ее преобразуют в параллельные потоки данных.

Способ реализуется с помощью устройства, представленного на чертеже.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом блока 2 сравнения и с первым входом блока 3 формирования импульсного отклика, выход которого через блок 4 формирования образцов подключен ко второму входу блока 2 сравнения. Выход блока 2 сравнения через блок 5 быстрого преобразования Фурье соединен со входом преобразователя 6 параллельных потоков в последовательный поток, выход которого является выходом устройства.

Способ приема сигналов OFDM реализуется следующим образом.

Аналоговый OFDM сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 1, осуществляющего преобразование входного аналогового сигнала OFDM в последовательность из М цифровых информационных сигналов, где М - целое число. При этом в OFDM сигнале периодически передается заранее определенная обучающая последовательность. Количество элементов обучающей последовательности и периодичность их передачи определяются параметрами OFDM сигнала. Величина М зависит только от быстродействия процессора - возможности в режиме он-лайн произвести формирование 2^M образцов импульсного отклика канала на все возможные значения последовательности из М информационных цифровых сигналов и сравнить их с откликом на последовательность из М информационных цифровых сигналов, полученным из эфира. Такое число образцов - 2^M - получается, если перебрать все возможные значения последовательности из М двоичных символов. Полученная цифровая последовательность поступает на вход блока 3 формирования импульсного отклика канала, если входная последовательность является откликом на обучающую последовательность, вставленную в сигнал OFDM или на вход блока 2 сравнения, если входная последовательность является откликом на информационную последовательность сигнала OFDM, полученную после преобразования из эфира. В блоке 3 формирования импульсного отклика канала по заранее известной обучающей последовательности и принятому из эфира отклику на эту обучающую последовательность определяется импульсный отклик канала. Импульсный отклик - это реакция канала на единичный одиночный импульс. Блок 3 формирования импульсного отклика может быть реализован и работает по алгоритму, изложенному в [2].

После этого в блоке 4 формирования образцов осуществляется формирование 2^M образцов импульсного отклика канала на все возможные значения последовательности из М информационных сигналов OFDM, которые поступают на второй вход блока 2 сравнения. Алгоритм сравнения состоит из двух этапов. На первом этапе, используя алгоритм Витерби, отбрасываются все комбинации, которые являются невозможными (маловероятными) для данной входной последовательности. Таким образом, существенно сокращается число возможных образцов импульсного отклика канала на последовательность из М информационных сигналов OFDM, которые используются для сравнения. На втором этапе в блоке 2 сравнения производится сравнение образцов, оставшихся после реализации алгоритма Витерби, с откликом на полученную на выходе аналого-цифрового преобразователя 1 последовательность из М информационных сигналов OFDM, полученных из эфира. Количество информационных сигналов М, которые одновременно обрабатываются в блоке 4 формирования образцов и в блоке 2 сравнения, определяется только быстродействием работы этих блоков, которые могут быть выполнены с помощью средств компьютерной техники аналогично [1, с. 104]. Так как приемное устройство осуществляет обработку последовательности из М информационных сигналов OFDM, то после каждых М информационных сигналов в передатчике необходимо вставлять защитный интервал. Отметим, что в стандартном OFDM сигнале защитный интервал вставляется после каждого информационного сигнала. Далее блок 2 сравнения выбирает ту последовательность из М информационных сигналов, импульсный отклик которой меньше всего отличается от отклика на информационную последовательность, принятую из эфира. Затем выбранная в блоке 2 сравнения цифровая последовательность поступает на вход блока 5 быстрого преобразования Фурье, и производится быстрое обратное преобразование Фурье полученной из блока 2 сравнения последовательности в параллельный поток данных и возвращение обработки сигнала из частотной области во временную. С выхода блока 5 быстрого преобразования Фурье преобразованная цифровая последовательность поступает на вход блока 6 преобразователя параллельных потоков в последовательный поток, осуществляющего преобразование N параллельных потоков в последовательный поток, где N - число ортогональных поднесущих сигнала OFDM.

В стандартный сигнал OFDM вставляются защитные интервалы [1], которые позволяют избавиться от «мешающего» воздействия второго и последующих лучей. То есть в стандартном методе OFDM «борются» с многолучевостью, вместо того, чтобы ее использовать. За счет оценивания импульсного отклика канала в предложенном способе используется энергетика всех лучей, а не только первого.

Таким образом, благодаря тому, что защитный интервал вставляется не после каждого информационного символа, а только через каждые М информационных символов, можно значительно повысить скорость передачи OFDM сигналов.

Источники информации

[1] М.С. Лохвицкий, Н.С. Мардер Сотовая связь: от поколения к поколению - М.: Издательство ИКАР, 2014, с. 193-194.

[2] Авторское свидетельство СССР №1425852, Н04В 3/04, Н04В 15/00 19.03.1987 г.

Способ приема сигналов OFDM, заключающийся в том, что осуществляют преобразование входного аналогового сигнала OFDM в последовательность из М цифровых информационных сигналов, где М-целое число, с помощью быстрого преобразования Фурье преобразуют последовательность в параллельные потоки данных, которые затем преобразуют в последовательный поток данных, отличающийся тем, что периодически в OFDM сигнале передают обучающую последовательность, по этой обучающей последовательности и принятому из эфира отклику на эту обучающую последовательность формируют импульсный отклик канала, осуществляют формирование 2^М образцов импульсного отклика канала на все возможные значения последовательности из М информационных цифровых сигналов, сравнивают их с откликом на последовательность из М информационных цифровых сигналов, полученным из эфира, выбирают ту последовательность из М информационных цифровых сигналов, у которой импульсный отклик канала меньше всего отличается от отклика на информационную последовательность, принятую из эфира, и далее именно ее преобразуют в параллельные потоки данных.

Изобретение относится к области радиосвязи и может использоваться при построении адаптивных систем и комплексов КВ радиосвязи. Технический результат заключается в повышении пропускной способности адаптивной системы связи с OFDM сигналами.

Способ управления скоростью и дальностью передачи в радиомодеме адаптивной радиолинии передачи потоков дискретной информации // 2636574

Изобретение относится к технике радиосвязи при передаче массивов информации в цифровом формате. Технический результат состоит в обеспечении оптимальной скорости и дальности связи путем варьирования частотой передачи в зависимости от условий связи в канале.

Командно-телеметрическая система космического аппарата // 2620591

Изобретение относится к спутниковой системе связи, в частности к системе управления космическим аппаратом (КА ) и предназначено для исключения искажения команд управления, передаваемых с наземного комплекса управления (НКУ) на борт КА, вызванного узкополосной помехой.

Способ адаптивного контроля достоверности передачи командно-программной информации на космический аппарат // 2619156

Изобретение относится к области слежения за полетом космических аппаратов (КА) и может быть использовано в командно-измерительной системе (КИС) спутниковой связи. Способ включает передачу с наземного сегмента управления КИС по линии «Земля - КА» сигналов, содержащих команды управления КА.

Способ и система осуществления энергосбережения базовой станции // 2552844

Изобретение относится к области связи. Раскрыты способ и система осуществления энергосбережения базовой станции.

Формирователь радиосигналов с цифровым предыскажением четными гармониками // 2538306

Изобретение относится к области радиопередающих устройств и может быть использовано в составе бортовой аппаратуры космических аппаратов. Достигаемый технический результат - уменьшение величины продуктов интермодуляционных искажений третьего порядка, малые затраты ресурсов на реализацию.

Способ и устройство для управления мощностью // 2537970

Изобретение относиться к технологиям передачи данных и, в частности, к технологии управления мощностью. Техническим результатом является обеспечение возможности передачи отчетов о запасе мощности объединенных несущих UE в сценарии с множеством несущих таким образом, что базовая станция может надежно управлять мощностью передачи UE, и поэтому улучшается надежность и пропускная способность системы.

Устройство и способ конфигурации сигнализации зондирующих опорных сигналов // 2536345

Изобретение относится к способу конфигурации сигнализации зондирующего опорного сигнала. Технический результат направлен на то, чтобы узел абонентского оборудования апериодически передавал зондирующий опорный сигнал (SRS), что повышает коэффициент использования ресурсов SRS и гибкость планирования ресурсов.

Управление мощностью передачи трафика обратной линии связи // 2535920

Изобретение относится к беспроводной связи. Описываются системы и способы для облегчения управления мощностью обратной линии связи на канале трафика.

Способ и устройство для конфигурирования мощности передачи опорного демодулирующего сигнала // 2518909

Изобретение относится к области связи. В настоящем изобретении предлагается способ конфигурирования мощности передачи опорного сигнала демодуляции (DMRS), содержащий этап конфигурирования отношения между мощностью передачи DMRS на каждом уровне ресурсного элемента (RE) DMRS и мощностью передачи данных на соответствующем уровне ресурсного элемента (RE) данных как постоянной величины.

Генераторное устройство для возбуждения ультразвуковых излучателей // 2644118

Изобретение относится к области усилительной и генераторной техники и может быть использовано в акустических излучающих трактах для возбуждения ультразвуковых излучателей.

Способ генерирования электрических импульсов // 2643618

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в качестве источника импульсного электропитания различных установок. Технический результат: заключается в автономности работы малогабаритного генератора импульсных токов, с повышенным коэффициентом полезного действия, без промежуточного преобразования выделяющейся энергии в электрическую.

Генератор сверхкоротких импульсов с электронным управлением длительностью // 2643616

Изобретение относится к импульсной СВЧ технике, а именно к устройствам формирования импульсных сигналов сверхмалой длительности с функцией управления длительностью.

Способ питания импульсной нагрузки от источника переменного напряжения и устройства для его осуществления (варианты) // 2642866

Изобретение относится к способам и устройствам заряда батарей емкостных накопителей электрической энергии в виде конденсаторов, ионисторов и т.п., широко используемых в импульсной технике, при их заряде от источника переменного тока, в том числе ограниченной мощности.

Радиально-распределенный сумматор импульсов // 2642805

Изобретение относится к средствам формирования мощных прямоугольных высоковольтных импульсов наносекундной и субмикросекундной длительности в ускорительной технике.

Устройство формирования управляющих напряжений для генератора, управляемого напряжением // 2642405

Изобретение относится к интегральной электронной технике и может быть использовано в составе боков синтезаторов сетки частот, а именно при реализации генератора, управляемого напряжением (ГУН).

Блокинг-генератор для работы в режиме автогенератора // 2640745

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования прямоугольных импульсов при оптимальном соотношении КПД и габаритов блокинг-генератора, работающего в автоколебательном режиме.

Токовый элемент ограничения многозначной выходной логической переменной // 2640740

Изобретение относится к области вычислительной техники, автоматики и может использоваться в различных цифровых структурах и системах автоматического управления и передачи информации.

Генератор высоковольтных импульсов // 2636108

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники. Генератор включает зарядную цепь, ограничитель и нагрузку.

Преобразователь напряжения в частоту следования импульсов // 2635218

Предлагаемый способ относится к области измерительной техники и предназначен для преобразования напряжения в частоту следования импульсов. Технический результат заключается в уменьшении абсолютной погрешности дискретности преобразования в код выходной частоты следования импульсов и расширение диапазона входных напряжений.

Блокинг-генератор для работы в ждущем режиме // 2646387

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования прямоугольных импульсов стабильной длительности блокинг-генератора, работающего в ждущем режиме. Техническим результатом изобретения является повышение стабильности длительности прямоугольных импульсов блокинг-генератора, работающего в ждущем режиме. Блокинг-генератор содержит ключевой транзистор и трансформатор, первичная обмотка которого включена между коллектором ключевого транзистора и источником питания, вторичная обмотка подключена к базе ключевого транзистора, содержит также регулирующий транзистор и первый и второй резисторы, причем первый резистор включен между эмиттером ключевого транзистора и общей землей, параллельно этому резистору включен эмиттерный переход регулирующего транзистора, эмиттер регулирующего транзистора соединен с общей землей, а база его подключена к эмиттеру ключевого транзистора, коллектор регулирующего транзистора соединен с базой ключевого транзистора. Тот конец вторичной обмотки, который не соединен с базой, подключен к общей земле через второй резистор. 1 ил.