Разработка программного модуля демодуляции OFDM сигнала

Выполнил:

ст. гр. № 218

Минаков В.А.

1.     ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Разработка программного модуля, осуществляющего демодуляцию OFDM сигнала с заданными свойствами. Особое условие – использование аппаратной платформы OMAP-L138.

2.     ВВЕДЕНИЕ

К концу XX началу XXI века уровень развития микроэлектроники позволил выпускать массовые дешевые средства беспроводной связи. Огромными темпами стали развиваться технологии беспроводных локальных сетей (WLAN - Wireless Local Area Network ) . К списку их несомненных достоинств, следует отнести следующее:

·        возможность динамического изменения топологии сети;

·        быстрота проектирования и развертывания;

·        отказ от дорогостоящей, и не всегда удобной, прокладки кабелей.    

В то время как появились мобильные вычислительные устройства, интерес к WLAN возрос в еще большей степени.

Наиболее распространенным, на сегодняшний день, стандартом построения беспроводных локальных сетей является стандарт IEEE 802.11, известный под торговым названием Wi-Fi. В данной работе будет рассмотрена одна из наиболее ранних версий – 802.11a.

Стандарт 802.11а был разработан в 1999 году и рассчитан на максимальную скорость передачи данных до 54 Мбит/с. Основными особенностями данного стандарта является применение технологии OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением), что позволило эффективно работать в условиях многолучевого распространения радиоволн.

3.     ОБЗОР АППАРАТНОЙ ПЛАТФОРМЫ OMAP L138

OMAP L138 включает в свой состав ядра ARM и DSP (Рис.1)

Рисунок 1 – функциональная схема OMAP L138

Данная система на кристалле нашла свое применение при решении следующих задач:

• Мобильная радиосвязь (PMR);

• Промышленная автоматика;

• Биометрическая идентификация;

• Простейшее машинное зрение;

• Портативные навигационные устройства;

• Решения на баз ОС;

В данной работе будет использовано только ядро DSP, которое будет осуществлять быстрое преобразование Фурье, обнаружение сигнала и, непосредственно, его детектирование.

4.     СИНХРОНИЗАЦИЯ

На физическом уровне кадр представляет собой последовательность в составе преамбулы, заголовка (PLCP-заголовок) и поля данных. Преамбула полностью состоит из настроечных последовательностей (Н.П.). В состав преамбулы входят 10 коротких и 2 длинных Н.П., разделенных между собой двойным защитным интервалом (GI) общей длительностью 1.6 мкс. (Рис. 2).

Рисунок 2 – структура настроечных последовательностей.

Короткая настроечная последовательность OFDM состоит из 12 поднесущих, промодулированных последовательностью S, задаваемой:

S_{–26, 26} = 1,472*{0, 0, 1+j, 0, 0, 0, –1–j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, –1–j, 0, 0, 0, –1–j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, 0,

0, 0, 0, –1–j, 0, 0, 0, –1–j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, 1+j, 0,0}

Умножение на коэффициент 1,472 требуется для нормализации средней мощности результирующего OFDM-символа, который использует 12 из 52 поднесущих.

Длинная настроечная последовательность использует 53 поднесущих (включая нулевую), которые модулируются последовательностью L, задаваемой:

L_{–26, 26} = {1, 1, –1, –1, 1, 1, –1, 1, –1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, –1, –1, 1, 1, –1, 1, –1, 1, 1, 1, 1, 0,

1, –1, –1, 1, 1, –1, 1, –1, 1, –1, –1, –1, –1, –1, 1, 1, –1, –1, 1, –1, 1, –1, 1, 1, 1, 1}

Короткие настроечные последовательности с 1 по 7, используются для обнаружения сигнала. Последовательности с 8 по 10, требуются для грубой частотной и временной синхронизации. Пара длинных НП используются для оценки качества канала связи и точной частотной и временной синхронизации.

После приема длинных Н.П. можно сделать вывод о том, что следующим полем будет SIGNAL. Автокорреляционная функция длинной НП представлена на рис. 3.

Рисунок 3 – АКФ длинной настроечной последовательности.

Список используемой литературы:

1. Бакке А.В. Курс лекций по дисциплине "ОТССПО".

2. «Wi-Fi. Беспроводная сеть.» Джон Росс;

3. И. Шахнович «Современные технологии беспроводной связи» издание второе, исправленное и дополненное. Изд. «Техносфера» М.: 2006 год;

4. IEEE Std 802.11a – 1999  http://www.wardriving.ch/hpneu/info/doku/802.11a-1999.pdf