- •Магистерская диссертация Синхронизация в системе цифрового телевидения Содержание
- •1. Алгоритм синхронизации во временной области приёмо-передающих устройств системы с ортогональным частотным уплотнением
- •2. Алгоритм синхронизации в частотной области приёмо-передающих устройств системы с ортогональным частотным уплотнением.
- •Алгоритм синхронизации во временной области приёмо-передающих устройств системы с ортогональным частотным уплотнением
- •1.1. Синхронизация приёмо-передающих устройств в - системе.
- •1.2. Этапы синхронизации.
- •1.3. Структура передаваемого ofdm - сигнала.
- •1.4. Искажения сигнала, возникающие при передаче и приеме.
- •1.5. Многолучевое распространение.
- •1.6. Упрощённая модель канала передачи.
- •1.7. Эффекты искажения принимаемых сигналов, вызванные нарушением синхронизации.
- •1.8. Алгоритм синхронизации.
- •1.9. Моделирование и оптимизация параметров алгоритма.
- •2. Алгоритм синхронизации в частотной области приёмо-передающих устройств системы с ортогональным частотным уплотнением.
- •2.1. Синхронизация приёмо-передающих устройств в ofdm-системах.
- •2.2. Этапы синхронизации.
- •2.3. Искажения сигнала, возникающие при передаче и приеме.
- •2.4. Многолучевое распространение.
- •2.5. Модель канала передачи.
- •2.6. Эффекты искажения сигнала, вызванные нарушением синхронизации.
- •2.7. Алгоритм синхронизации.
- •2.8. Моделирование и оптимизация параметров алгоритма.
- •Список использованных источников
1.3. Структура передаваемого ofdm - сигнала.
Для синтеза алгоритмов синхронизации необходимо рассмотреть формальное описание передаваемого OFDM-сигнала.
Передаваемый OFDM-символ по свойству преобразования Фурье может быть представлен в виде
,
где - количество гармоник (поднесущих); - комплексная амплитуда, определяемая законом модуляции данных (QAM4, QAM16, QAM64 – для стандарта DVB-T). В дискретном представлении символ без защитного интервала имеет вид:
,
где - длительность символа без защитного интервала, ; - период дискретизации; - расстояние по частоте между гармониками; - количество отсчетов в БПФ (2048 или 8192 для стандарта DVB-T), при этом , а амплитуды гармоник, не входящих в , принимаются равными нулю [6]. После введения защитного интервала выражение для символа принимает вид:
,
а показатель экспоненты означает, что передача самого символа начинается в момент времени , а до этого передаётся его периодическое повторение. На рис. 2 представлена структура OFDM-символа в стандарте DVB-T, стрелкой показана ось времени.
Рис. 2. структура OFDM-символа в стандарте DVB-T.
OFDM - сигнал состоит из последовательности символов и имеет вид:
, (1)
где - длительность символа после введения защитного интервала, .
1.4. Искажения сигнала, возникающие при передаче и приеме.
Представим сигнал на нулевой частоте на входе схемы синхронизации в виде:
,
где - информационная составляющая сигнала, передаваемая на нулевой частоте; - задержка передаваемого сигнала, складывающаяся из времени распространения в среде, временного сдвига, возникающего вследствие отклонения частоты дискретизации от расчётного значения, а также групповой задержки, получающейся прохождением через тракты обработки сигнала. Далее в формуле - сдвиг частоты на целое количество гармоник, где - расстояние между поднесущими в спектре сигнала, а - сдвиг сигнала по частоте на значение, которое не превосходит ; - начальная фаза.
Сдвиг сигнала по частоте возникает вследствие разности промежуточных частот приёмника и передатчика : .
1.5. Многолучевое распространение.
В эфире сигнал претерпевает искажения, которые связаны с многолучевым распространением. Импульсная характеристика (ИХ) подобного канала согласно [3] имеет вид
, (2)
где , - амплитуда и фаза импульса, а - момент появления на приёмном конце импульса при распространении по одному из лучей [8,9]; - текущее время (так как параметры канала могут меняться со временем).
Найдём передаточную функцию канала как преобразование Фурье от ИХ, т.е. , тогда
.
Таким образом, представляет собой сумму лучей, амплитуды и фазы которых зависят от времени и частоты передаваемого сигнала.
В общем случае можно отыскать среднее время распространения , которое получается усреднением по всем с весовыми коэффициентами, пропорциональными мощности каждого импульса . В приближённом случае можно использовать в качестве минимальное , т.е. , так как вследствие затухания в среде импульс с таким временем распространения будет иметь максимальную мощность. Так или иначе, на приёмном конце время распространения в течение приёма хотя бы одного символа необходимо принять постоянным, поэтому возникает ошибка в определении времени прихода. Более того, условия приёма могут изменяться от символа к символу, что выражается в отклонении от среднего , которое получается усреднением за некоторое количество символов. Таким образом, дисперсию можно найти как , где - оператор усреднения.