FLAT FADING -KANAVAT. Mitä peruskäsitteitä on hyvä tietää kanavamalleista? A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kari Kärkkäinen Syksy 2015

Transkriptio

1 FLAT FADING -KANAVAT itä peuskäsitteitä on hyvä tietää kanavamalleista? 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

2 ONITIE-ETENEINEN & HÄIPYINEN Vastaanotettu signaalivektoi on kompleksinen I & Q tasossa. Kanavan impulssivaste Kompleksisen symbolin koostuu amplitudista ja vaiheesta viivästyneet vaihesiityneet ja vaimentuneet vesiot Koheentissa yhdistelyssä kompleksinen polku-/viivekeoin kääntää ko. vektoeita I/Q-tasossa. Vaikuttaa sekä amplitudiin että vaiheeseen TE: Häipyminen: 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

3 ONITIE-ETENEINEN & HÄIPYINEN 3 onitiekanava voidaan ajatella ajan suhteen muuttuvaa siitokanavaa kuvaavan suodattimen impulssivasteena ja siitofunktiona. T monitiehajeen kanavan impulssivasteen pituus B C koheenssikaistanleveys ko. kaistalla signaali häipyy tasaisesti N n n n + N { } jπft jφn jπfτ n I h t h t e dt ρne e n jφn h t ρ e δ t τ H f Esim. T 3 µs vastaa km matkaeoa ja B C 33 khz avoa. B C T T τ N τ 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

4 ONITIE-EDENNEIDEN SIGNAALIEN SUAPOSESSIT Flat tasainen fading: signaalin kaikki taajuuskomponentit kokevat liki samanlaisen tasaisen kanavasuodattimen amplitudivasteen/häipymisen. Tuolloin kanavan koheenssikaistanleveys on suuempi kuin signaalin kaistanleveys B < B C /T. Taajuusselektiivisessä häipymisessä osa signaalin spektin taajuuskomponenteista häipyy ja siten taajuusvasteessa kuoppa. Tuolloin koheenssikaistanleveys pienempi kuin signaalin kaistanleveys B > B C. Lähettimen ja vastaanottimen suhteellisesta liikkeestä aiheutuu lisäksi myös dopplesiitymää. Dopplehaje vastaa suuimman taajuussiitymän kokeneen monitiekomponentin dopplesiitymän avoa. Koheenssiaika T C on dopplehajeen käänteisavo ja on aikaväli jona signaali pysyy ajassa jotakuinkin vakiona A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

5 AYLEIGH- VS. ICE-JAKAUAPOSESSIT 5 Keskeisen aja-avoteoeeman CLT peusteella TE-komponenttien summaposessit ovat suuilla monitiekomponenttien määillä lähes nomaalijakautuneet sekä I- että Q-suunnissa. Gaussisten summa-i ja summa-q -posessien muodostama vehokäyä on muotoa: I + Gaussisten Σ-I ja Σ-Q -signaalien muodostama vehokäyä on stokastisten posessien teoian mukaan: ayleigh-jakautunut jos ei ole stabiilia komponenttia tuolloin sekä Σ-I että Σ-Q -komponenttien gaussisten posessien keskiavot ovat nollia. ice-jakautunut jos mukana on stabiili LOS-signaalikomponentti tuolloin sekä Σ-I että Σ-Q -komponentit ei-nollakeskiavoisia Gaussisin posesseja. Q 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

6 AYLEIGH- VS. ICE-JAKAUAPOSESSIT 6 Q Q Summavektoi kietää LOS-komponenttia Summavektoi kietää oigoa I I I + Q on ayleigh-jakautunut Σ-I ja Σ-Q ovat nollakeskiavoisia Gaussin posesseja on ice-jakautunut Σ-I ja Σ-Q ovat ei-nollakeskiavoisia Gaussin posesseja 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

7 AYLEIGH- VS. ICE-JAKAUAPOSESSIT S Jos LOS-komponenttia ei ole kyseessä on ayleigh-kanava. ayleigh on siis ice:n eikoistapaus kun A. ayleigh on ice-tapausta helpompi analysoida. Kun K tulee suueksi f icean nomaalijakaumaa. Syksy 5 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen 7 exp exp cos exp exp f K I K f A K d u u I A I A f N T Q P t n t d t x ayleigh icean facto K icean icean b E c α α π π

8 ICE-JAKAUAN PDF JA CDF S Kuvissa ν vastaa edellä paametia A. Kun ν on avoltaan suui PDF lähenee nomaalijakaumaa. Lisää: Syksy 5 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen 8 exp cos exp exp + f d u u I A I A f ayleigh icean α α π π

9 AYLEIGH-JAKAUAN PDF JA CDF S Lisää: Syksy 5 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen 9 exp cos exp exp + f d u u I A I A f ayleigh icean α α π π

10 AYLEIGH- JA ICE-KANAVAALLIT S Kun tasaisesti häipyvän flat fading -signaalin vehokäyä muuttu hitaasti symboliaikaväliin nähden kanavaa sanotaan hitaasti häipyväksi. Vastakohta on nopeasti häipyvä fast fading kanava jonka vehokäyä muuttuu mekittävästi jo yhden symbolin aikana. Sellainen tilanne on hankalampi analysoida. BPSK-signaalin vehokäyä on satunnainen joten E B /N ja P E muuttuvat. Kun on ayleigh-jakautunut on eksponentiaalisesti jakautunut jolloin P E keskiavoistetaan kaikkien -avojen yli. Syksy 5 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen exp exp cos exp exp f K I K f A K d u u I A I A f N T Q P t n t d t x ayleigh icean facto K icean icean b E c α α π π

11 FLAT FADING KANAVAN P E -SUOITUSKYKY S Syksy 5 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen dz e e P dz e e P P P dw w dw w P z dz dw z w dz z z P dz z z z z z Q P vdu uv udv z v z dz z du dz z dv dt t z Q u dz e Q P z z NCFSK E z z DPSK E CFSK E BPSK E w w w E E E z z E / / exp ] / exp[ ] / exp[ 4 / exp exp / exp / exp exp / exp / exp / / / / π π π π π π

12 FLAT FADING KANAVAN P E -SUOITUSKYKY Kun ice-tekijä K tulee suueksi f icean lähenee nomaalijakaumaa. Kanava muuttuu siis ayleigh-kanavasta ice-kanavan kautta AWGN-tyyppiseksi pääteltävissä kalvojen 8 ja 9 kuvista. Syksy 5 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen AWGN-tapaus exp cos exp exp sin cos cos K I K f A K d u u I A I A f N T Q P t n t d t x t f n t f t n t f A t z icean facto K icean icean b E c s c α α π θ π π θ π π

13 FLAT FADING KANAVAN P E -SUOITUSKYKY P E -käyistä nähdään että ne ovat muuttuneet AWGN-kanavan exponentiaalisista lähes lineaaisiksi. Siitä seuaa että tavitaan hyvin suui kanavan SN lähetysteho samaan P E -avoon pääsemiseksi ellei käytetä muita tilannetta paantavia menetelmiä esim. toistemenetelmät AKE. Lisäksi nähdään että koheentit modulaatiomenetelmät ovat häipyvässäkin kanavassa epäkoheentteja paempia A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

14 FLAT FADING KANAVAN P E -SUOITUSKYKY ayleig-kanava on aina huonompi kuin ice-kanava LOSkomponentin puutteesta johtuen. Lisäksi nähdään että ns. icetekijän K suoaan edenneen LOS-komponentin osuus kokonaistehosta kasvaessa kanava muuttuu ayleigh - tyyppisestä ice:n kautta AWGN tyyppiseksi gaussiseksi. Esimekiksi kun K db häipymisen aiheuttama häviö SN:ssä on 7 db ja kun K db häviö on voimakkaasta LOSkomponentista johtuen mitätön BEP-tasolla 5. f I icean u exp K I + π π exp K A u cos α dα K iceank facto 4 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

15 5 TOISTEENETELÄT DIVESITEETTIENETELÄT iten häipymisen aiheuttamaa ongelmaa voidaan pienentää? 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

16 TOISTEENETELÄT DIVESITEETTIENETELÄT 6 Häipymisen aiheuttama suoituskyvyn omahdus johtuu siitä että joillekin symboleille hetkellinen vastaanotettu signaalin vehokäyä ja siten ilmaisimen näkemä hetkellinen z E b /N on avoltaan pieni. Toistemenetelmissä sama lähetysteho jaetaan useammalle toisistaan iippumattomalle innakkaiselle toistehaaalle eilliselle siitotielle jolloin kanavan aiheuttamat häipymät ovat ei siitoteillä suuella todennäköisyydellä toisistaan iippumattomia. Jos alikanavat yhdistetään sopivasti on lopullinen suoituskyky P E - avon kannalta paempi kuin jos sama lähetysteho käytettäisiin vain yhteen kanavaan ei kannata pistää kaikkia munia samaan koiin. 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

17 TOISTEENETELÄT DIVESITEETTIENETELÄT 7 Yhdistelyn paikka voidaan valita:. F-osissa pedetection combining ennen ilmaisua. Imaisimen jälkeen ennen kovaa päätöksentekoa postdetection combining. Yhdistely voidaan toteutta:. Pelkällä haaojen summauksella equal-gain combining. Painottamalla ei haaojen signaaleja vastaanotettuihin ei haaojen SN-avoihin veannollisesti maximum-atio combining 3. Valitsemalla suuimman voimakkuuden omaava alikanavakomponentti päätökseksi selection combining. 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

18 TOISTEENETELÄT DIVESITEETTIENETELÄT 8 Divesiteettimenetelmät: Paikkadivesiteetti Taajuusdivesiteetti Aikadivesiteetti Polaisaatiodivesiteetti Toistehaaoja ei saa olla liikaa koska lähetysteho pe kanava jää tuolloin pieneksi ts. z-paameti jolloin P E kasvaa kussakin alikanavassa. Divesiteetin asteelle L eli kanavien määälle on haettavissa optimaalinen avo jolla suoituskyky pe kanava ei huonone liikaa ja kuitenkin saavutetaan paantunut sietokyky obustius häipymistä vastaan. Viheen kojaava koodaus kanavakoodaus on käytetyin ja helpoiten toteutettavissa oleva aikadivesiteetin muoto. Infomaatiosta laskettavat viheen kojaukseen käytettävät koodisanan edundanttiset paiteettibitit edustavat ei aikana siiettävää infomaatiota koska ne iippuvat matemaattisesti alkupeäisistä infomaatiobiteistä. 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

19 AKE-VASTAANOTINTEKNIIKKA 9 AKE haava -tekniikalla etsitään mekittävimmät monitie-edenneet signaalikomponentit minkä jälkeen ne yhdistetään jolloin suuin osa symbolin lähetetystä levinneestä enegiasta saadaan haavoitua summattua mukaan päätöksentekoon. Vaikka ei vaiheissa tulevia monitiekomponentteja on paljon tyypillisesti vain muutamat niistä ovat voimakkaita ja summaamisen avoisia. AKE-vastaanottimeen on siis toteutettu mekittävimpiä viipeitä vastaavat innakkaiset vastaanottimet. Lähettimiä on vain yksi. Vastaanottimen monimutkaisuus ja tehonkulutus pakottaa pitämään AKE-haaojen finges lukumäään pienenä. Huomaa että AKE:n käyttö ei välttämättä ole standadissa esim. 3G-UTS määitelty juttu vaan vastaanottimen ominaisuus joka voidaan toteuttaa tai sitten ei mikäli laskentatehoa ja piiin pintaalaa on käytettävissä. 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

20 AKE-VASTAANOTINTEKNIIKKA Kuvan AKE-yhdistelyssä monitiesignaalit summataan koheentisti. Viivekomponenttien eilaiset amplitudi- ja vaiheavot sisältävät vektoit kuvaavat yhden lähetetyn pulssin ei vaiheessa ja ei amplitudilla saapuvia viivästyneitä kosinipulsseja/symboleita. Kanavan impulssivaste Kompleksisen symbolin koostuu amplitudista ja vaiheesta viivästyneet vaihesiityneet ja vaimentuneet vesiot Koheentin yhdistelyn lopputulos 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

21 AKE-VASTAANOTINTEKNIIKKA IS 95 CDA S 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

22 KANAVAKOJAIN EKVALISAATTOI iten kaistaajoituksen ja monitie-etenemisen aiheuttamaa ISI:ä voidaan vähentää? 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

23 KANAVAKOJAIN EKVALISAATTOI 3 Peustuvat kanavalle käänteisen siitofunktion omaavaan FIpoikittaissuodattimen ealisoimiseen joka poistaa syntyneen ISI:n. Ongelmana aikavaianttien ketoimien α i yleisesti kompleksisia löytäminen ISI:n minimoimiseksi tai poistamiseksi. Kaksi kiteeiä optimaalisten ketoimien löytämiseksi:. Nollaanpakotus zeo-focing. Keskineliöviheen minimointi SE minimization of mean-squae eo. 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

24 KANAVAKOJAIN EKVALISAATTOI 4 Baseband-ekvalisointiposessi 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

25 EKVALISOINTI NOLLAANPAKOTUSENETELÄLLÄ 5 p Kanavan lähdön pulssivaste on p c t ja ekvalisaattoin lähtö on p eq t. Ekvalisaattoin lähtöä näytteistetään tappiviiveen T välein. Nyquistin pulssinmuokkauskiteein mukaisesti takasteltavan symbolin molemmin puolin tulee olla N kpl nollia tappeja N+ kpl. Kyseessä on matiisin kääntö lineaaisen yhtälöyhmän atkaisu. Haluttu [A] opt on keskimmäisin saake kun [P c ] on keottu [P eq ]:lla. eq [ m n T ] T [ ] [ ][ ] [ ] [ ] N + P P A L L A [ P ] [ P ][ A] [ A] [ P ] [ P ] eq [ P ] c t + N n N c n pc p c T pcnt α p t n p c p c c p c eq p T mt [ N T ] L L L + N n N α p p c n c c p NT [ N + T ] p c m m αn α αn H eq f eq m ± ± ± 3... ± N N n N n c α exp opt invese jπnft opt c eq 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

26 ESIEKKI 6 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

27 ESIEKKI 7 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

28 EKVALISOINTI SE-ENETELÄLLÄ 8 Haluttu ekvalisaattoin lähtö on dt. Etsitään α i jotka minimoivat halutun ja todellisen lähdön eotuksen. Lähtöä näytteistetään T välein jos monitiekomponentit ovat usean bitin kestoisia. uutoin on bitin muto-osa factionally spaced equalize. Kojaimen tulo kohinan kanssa yt ja lähtö kohinan kanssa zt. inimoidaan ε E{[zt dt] } N+ kpl osittaisdeivaattoja. [A] opt laskennassa tavitaan hämäiä auto- ja istikoelaatiofunktioita. Pulssinäytteiden sijaan koelaatiofunktioiden näytteet laskennassa. z t E {[ z t d t ] y t m } yz yz [ ] yy N n N m τ E ε αn y t n E αm m ± L ± N yd m m ± L ± N 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen [ z t d t ] [ y t z t + τ ] τ E[ y t d t + τ ] yy yy yyn yy yy yd yy [ N ] L L L yy yy [ z t m ± L ± N αm N [ N ] yy yy ][ A] opt Syksy 5 [ yd yd ][ A] yd [ N [ N ] opt yd yd yy N ] [ yd ]

29 ESIEKKI 3 S Syksy 5 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen 9 [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] + + ] [ ] [ ] ][ [ ] ][ [ N N N N N N N A A t d t y E t z t y E yd yd yd yd yy yy yy yy yy yy yy yy yy yy yd yy opt yd opt yy yd yz L L L τ τ τ τ

30 EKVALISOINTI SE-ENETELÄLLÄ 3 Kysymys : istä saadaan dt-avot tappiketoimien laskemiseksi?. Alussa lähetetään tunnettu hajoitusdatasekvenssi vastaanotin tietää sen jonka autokoelaatio on impulssimainen ja tunnettu.. Käytetään vain jo ilmaistua dataa. Vaikka vihesuhde esim. bitti sadasta viheellinen on se iittävä. Sellaisia algoitmeja kutsutaan päätösohjatuiksi koska päätös takaisinkytketään laskentaan. 3. Alussa ollaan hajoitussekvenssitilassa [A] opt -ketoimien lähelle pääsemiseksi ja sitten siiytään päätösohjatuun tilaan. 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

31 EKVALISOINTI SE-ENETELÄLLÄ 3 Kysymys : Entä jos ei ole saatavissa pulssien näytteitä Fkiteeissä tai koelaatiofunktioiden näytteitä SE-kiteeissä? Käytetään adaptiivista ekvalisointialgoitmia. Adaptiivisella algoitmilla kuten LS-algoitmilla least mean squae päivitetään alkuavauksen jälkeen ketoimia α i. uita algoitmeja esim. Kalman-algoitmi. Algoitmi suppenee iteoiden kohti optimaalisia ketoimia ellei tulos ajaudu paikalliseen minimiin globaalin minimin sijasta. LS: K on alla suppenemisen säätöpaameti pieni K hidas suppeneminen liian suui K oskilloi & divegoi εnyn dn on vihepinnan gadientti ja Yn on vastaanotettu näytevektoi. A n + A n Kε n Y n ε n y n d n 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen [ Y n ] [ y n y n L yn ] T Syksy 5

32 3 ONIKANTOAALTOODULAATIO C ULTICAIE ODULATION OFD OTHOGONAL FEQUENCY-DIVISION ULTIPLEXING illä muilla teknisillä keinoilla ISI:ä voidaan vaimentaa? 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

33 OFD PEIAATTEEN ANALOGIOITA A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

34 ONIKANTOAALTOODULAATIO C 34 Kanvakojaimen ohella eäs keino ISI:n pienentämiseksi tuli se mistä lähteestä tahansa on monikanto-aaltomodulaatio. Vanha idea on kokenut uuden tulemisen nopeuden kasvattamiseksi modeneissa jäjestelmissä voimakkaan ISI:n vallitessa. Alikantoaaltotaajuudet f ja f on BPSK-moduloitu siten että pailliset ja paittomat peäkkäiset bitit menevät ei modulaattoille. x π π nt t t de tcos ft + do tcos ft n Tb t Huomaa että kyseessä on ei asia kuin BFSK-modulaatio jossa yksi bitti valitsee kahdesta taajuudesta. Tässä toisistaan iippumattomat kaksi peäkkäistä bittiä menevät ei BPSK-modulaattoeille. T s on siis kaksinketaistunut alkupeäisestä pe alikanava. Lisäksi käytetään suoja-aikoja symbolien alussa. Alikantoaaltojen väli f f / T s T s T b joka on minimiväli jotta alikantoaallot olisivat koheentisti otogonaalisia. b 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

35 ONIKANTOAALTOODULAATIO C 35 Vastaanottimessa demoduloidut bitit jäjestetään takaisin innansaja-opeaatiolla yhdeksi bittiviaksi. enetelmä on obustimpi ISI:lle veattuna tapaukseen jossa samat bitit lähetetään vain yhdellä suuinopeuksisella BPSK-modulaattoilla. Peiaate voidaan helposti yleistää N:lle kantoaallolle T s NT b joka on vieläkin obustimpi eli lopulta päädytäänsiis OFD-peiaatteeseen. Kunkin alikantoaallon tehoa voidaan säätää toisistaan iippumattomasti käytetään eniten tehoa siellä missä kanavan laatu on hyvä ja vähemmän siellä missä kanava on huono. 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

36 OFD PEIAATE YKSINKETAISTETTUNA 36 Ideana jakaa peäkkäiset infobitit innakkaisille kantoaalloille symbolin kesto/alikantoaalto pitenee ISI vaikuttaa vähemmän koska säö jää alikanavan bitin alkuun 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

37 OFD-IDEA TAAJUUSALUEESSA 37 Tietyillä alikantoaaltojen taajuuseoilla OFD-signaalit otogonaalisia sekä aika- että taajusalueissa. Taajuusalueessa ao. otogonaalisuusidea sama kuin Sinc-funktioilla oli aika-alueessa C-pulssien tapauksessa. 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

38 C & OFD 38 Peiaatteessa mitä tahansa amplitudi- tai vaihetyyppistä modulaatiota voidaan soveltaa esim. QA-menetelmää. Kukin alikantoaalto kuljettaa log bittiä T S sekunnissa ja koko jäjestelmä N log bittiä pe T S jakso eli T S [N log ]T b. T S oltava oleellisesti pitempi kuin kanavan monitiehajeen pituus T ensimmäisen ja viimeisen monitiekomp. aikaeo kts. kalvo A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

39 ESIEKKI A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

40 OFD-TOTEUTUKSESTA 4 inimiväli vieekkäisillä alikantoaalloilla / T s. Kanavakoodattu OFD tuottaa saman suoituskyvyn kuin hyvin suunniteltu sajajäjestelmä jossa on ekvalisointi ja kanavakoodaus. innakkaisten alikantoaaltojen summaus aiheuttaa signaalin vehokäyään suuen vaihtelun vaikka kaikki BPSK-alikantoaallot lähtisivätkin samoilla tehoilla vakiovehokäyäisinä. Tehovahvistimen suunnittelu on siksi vaativahkoa. Epälineaaiset Bja C- luokka ovat yleensä hyötysuhteeltaan pahaimpia mutta vaativat vakiovehokäyän. Siten päätevahvistin on oltava C:lle joko lineaainen heikompi hyötysuhde tai signaalin on vain sallittava säöytyä. N kantoaallon synkonointi on monimutkaisempaa. Lisääntynyt lähetyksen kompleksisuus. Sajamuotoinen menetelmä puolestaan vaatii nopeampaa DSP-posessointia. OFD voidaan käytännössä toteuttaa helpoiten IFFT & FFT - peiaatteella kun oletetaan koheentti otogonaalisuus eli minimitaajuuseo / T s vieekkäisten alikantoaaltojen välillä. 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

41 OFD AIKA- JA TAAJUUSALUEISSA 4 BPSK-modulaatioiden summasignaali 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

42 OFD:N HÄIPYINEN TAAJUUSALUEESSA S 4 Taajuusselektiivinen häipyminen kun B C /T < B a b 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

43 C & OFD:N SYKLINEN ETULIITE 43 CP Cyclic Pefix syklinen etuliite suoja-aika Paketin loppu lisätään syklisesti paketin alkuun. Kaksi syytä käytölle: Osa ISI:stä jää siihen. Voidaan hyödyntää taajuusselektiivisen kanavan esimoinnissa FFT:n avulla kun kanavan aiheuttamasta lineaaisesta konvoluutiosta tulee syklinen konvoluutio. CP:n pituuden oltava pitempi kuin kanavan monitiehaje. Lisää: 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

44 OFD-JÄJESTELÄN LOHKOKAAVIO S 44 Syklinen etuliite tulee kunkin lohkon alkuun lohkojen välisen intefeenssin pienentämiseksi lisää lohkon pituutta ja kanavan estimoinnin helpottamiseksi. 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen Syksy 5

45 IFFT & FFT OFD-JÄJESTELÄ S Syksy 5 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen 45 ik j K o i i k k k k k kl j l l k k k k k kl j l l k k k k k k h e H w X H X k x e X n x h y k x e x k X k X X b b π π π ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ / /

46 YHTEENVETO 46 ONGELIA: ISI aiheutuu Kaistaajoituksesta onitie-etenemisestä Häipyminen Flat tasainen fading: kaikki taajuuskomponentit kokevat samanlaisen häipymisen. Tuolloin kanavan koheenssikaistanleveys on suuempi kuin signaalin kaistanleveys B C /T > B. Taajuusselektiivinen häipyminen Hidas häipyminen lage scale - muutokset Nopea häipyminen small scale - muutokset Vajostuminen shadowing on hidasta häipymistä: signaalin vaimeneminen lage-scale - yhteysgeometian muuttuessa pitemmän aikavälin yli on log-nomaalijakautunut eli satunn. signaalin logaitmifunktio on nomaalij. esim. monien pienten iippumattomien tekijöiden tulo 536A Tietoliikennetekniikka II Osa 9 Kai Käkkäinen ONGELIEN ATKAISUJA: Kanavakojain ekvalisaattoi kanavaan sovitettu suodatin Nollaanpakotuskiteei SE-kiteei Toteutetaan usein adaptiivisella algoitmilla esim. LS Kalman... yhdistettynä tunnettuun hajoitusdatasekvenssiin OFD -tekniikka Hajaspektitekniikat DS-SS ja FH-SS Divesiteettimenetelmät tavittaessa monta lähetin-vastaanotinpaia Aikadivesiteetti esim. viheenkojaava koodaus Paikkadivesiteetti esim. useat lähetin/vastaanotinantennit IOtekniikka Space-Time -tekniikka Taajuusdivesiteetti Polaisaatiodivesiteetti AKE-tekniikka yksi lähetin & monta vastaanotina Syksy 5