Современные информационные технологии/ 1. Компьютерная инженерия

Гнускин С.А.

Национальный горный университет, Украина

Повышение эффективности восходящей линии связи в системе связи множественного доступа c OFDMA

В схеме OFDMA поднесущие в одном символе OFDM совместно использу-ются множеством пользователей, то есть абонентских терминалов. Система связи, основанная на схеме OFDMA имеет в распоряжении отдельные физические каналы для передачи информации быстрой обратной связи восходящей линии связи, которая является типом управляющей информации восходящей линии связи. Информация быстрой обратной связи восходящей линии связи включает в себя полное отношение сигнал/шум (SNR), дифференциальное SNR по полосам, информацию быстрой обратной связи для режима с множеством входов и множеством выходов (MIMO) и информацию обратной связи выбора режима.

Традиционный способ передачи информации быстрой обратной связи восходящей линии связи использует один подканал восходящей линии связи и передает 4-битную информацию. Однако передача 4-битной информации не может гарантировать достаточную точность для передачи полного SNR и может передавать дифференциальные SNR по полосам только для 4 полос. В дополнение, передача 4-битной информации испытывает недостаток в операционной гибкости, так что является затруднительным свободно выделять кодовые комбинации для передачи другой информации, так как есть не более чем 16 кодовых комбинаций.

Информация быстрой обратной связи восходящей линии связи, обмениваемая между передатчиком и приемником, является небольшой по объему относительно суммарных услуг связи. Однако, поскольку информация быстрой обратной связи восходящей линии связи является очень важной информацией, для нее должна быть гарантирована высоконадежная передача. Поэтому рационально использовать схему ортогональной модуляции для передачи информации быстрой обратной связи восходящей линии связи.

В условиях ограниченного количества тонов пилот-сигналов рационально использование схемы некогерентной модуляции/демодуляции, которая снижает использование частотно-временных ресурсов. Точность передачи информации и операционную гибкость можно повысить используя один подканал восходящей линии связи и передавать по нему 5 и 6-битную информацию (вместо традиционных 4 бит).

Хотя (при использовании пяти информационных битов) количество кодовых комбинаций удвоено (по сравнению с использованием четырех), минимальное расстояние Хэмминга, которое является главным фактором, влияющим на характеристику вероятности ошибки кодовой комбинации, по-прежнему равно пяти. То есть, например, для кодовой комбинации '16' из числа тридцати двух возможных кодовых комбинаций шаблоном кодовой комбинации A0, A1, A2, A3, A4 и A5 для кластера поднесущих является '472516', а для кодовой комбинации '24' шаблоном кодовой комбинации A0, A1, A2, A3, A4, и A5 для кластера поднесущих становится '460257'. В результате минимальное расстояние Хэмминга между двумя кодовыми комбинациями '16' и '24' равно пяти; это указывает, что минимальное расстояние Хэмминга между двумя кодовыми комбинациями больше или равно пяти для всех пар возможных кодовых комбинаций

Некогерентный модулятор использует схему ортогональной модуляции для кодовой комбинации, выводимой из 8-го кодера канала. То есть некогерентный модулятор модулирует информационные биты данных, кодированные 8-м кодером канала, используя схему ортогональной модуляции.

Символ передачи включает в себя набор ортогональных векторов и непосредственно отображается на кластер поднесущих. Ортогональные векторы, которые должны использоваться для ортогональной модуляции, представлены, например, посредством P0, P1, P2 и P3, а символы ортогональной модуляции, каждый из которых включает в себя символы модуляции QPSK, могут быть рассчитаны согласно равенству:

Восемь краевых поднесущих кластера поднесущих 3×3 передают символы, описанные выше, а оставшаяся одна центральная поднесущая передает символ пилот-сигнала. Символ пилот-сигнала может выбираться произвольно. Значения символов передачи устанавливаются в качестве ортогональных векторов для соответствующего векторного индекса.

После приема сигнала передачи, переданного из передатчика, приемник выполняет БПФ над принятым сигналом посредством блока БПФ. Затем некогерентный демодулятор в приемнике рассчитывает квадрат абсолютного значения корреляции для восьми возможных ортогональных векторов для каждого из шести кластеров поднесущих 3×3. После этого М-й декодер канала в приемнике рассчитывает сумму квадратов абсолютных значений корреляции ортогональных векторов, соответствующих всем из тридцати двух возможных кодовых комбинаций, а затем определяет, что информационные биты данных, соответствующие кодовому слову, имеющему максимальное значение среди кодовых комбинаций, были переданы передатчиком.

Как следует из вышеизложенного описания, использование некогерентного модулятора и увеличение количества информационных битов данных передачи до пяти, предоставляет возможность передавать точною информацию и управлять системой боле стабильно.

Литература:

1. Вишневский В.М.,Портной С.Л. Энциклопедия WiMAX путь к 4G - М.: Техносфера, 2009. - 472с.

2. Шахнович И.В. Современные технологии беспроводной связи, издание второе - М.: Техносфера, 2006. - с.288