Основные параметры метода модуляции OFDM

Основные параметры метода модуляции OFDM приведены в таблице 2. В стандарте DVB-T предусмотрены два режима модуляции OFDM, названные режимами 8К и 2К, для которых используются два значения рабочих интервалов информационных символов: T_u1 = 896 мкс — для режима 8К и в 4 раза меньшее значение Т_u2 = 224 мкс — для режима 2К. Этим рабочим интервалам соответствуют два значения частотного разноса несущих в групповом спектре OFDM: D_fl = 1/896 мкс = 1116 Гц и D_f2 = 1/224 мкс = 4464 Гц (рис. 2б, в), при которых в групповом спектре OFDM содержится n₁ = 6817 для первого режима и n₂ = 1705 несущих — для второго режима модуляции. Общая ширина спектра группового сигнала в обоих случаях равна 7,61 МГц (рис. 2б, в).

Очевидно, что спектр группового OFDM сигнала можно разместить в эфирном радиоканале аналогового телевидения с полосой пропускания 8 МГц, обеспечивая между соседними радиоканалами защитные частотные интервалы примерно по 0,39 МГц.

Для каждого режима модуляции стандартом предусмотрены 4 относительных значения защитных интервалов равные 1/4, 1/8, 1/16 и 1/32 длительности рабочего интервала. Соответствующие им абсолютные значения длительностей защитных интервалов и информационных символов в микросекундах и периодах тактовой частоты T₀=7/64 мкс также приведены в табл. 2.

Таблица 2

Режим модуляции	8К	2К
Длительность рабочего интервала Tu в мкс, в числе периодов T0 (*)
Частотный разнос несущих Df=1/Tu, Гц
Ширина радиоспектра группового сигнала несущих, МГц	7,61	7,61
Относительная длительность защитного интервала, D/Tu	1/4 1/8 1/16 1/32	1/4 1/8 1/16 1/32
Длительность защитного интервала D, в мкс, в числе периодов T0 (*)	224 112 56 28 2048 1024 512 256	56 28 14 7 512 256 128 64
Длительность символа сообщения Ts=D+Tu, в мкс, в числе периодов T0 (*)	1120 1008 952 924 10240 9216 8704 8448	280 252 238 231 2560 2304 2176 2112
Число несущих в спектре группового сигнала, n

Примечания: (*) Тактовый период T₀=7/64 мкс.

В модеме OFDM могут быть использованы следующие виды модуляции несущих группового сигнала: квадратратурная фазовая модуляция - QPSK, квадратурная амплитудная модуляция (16 - QAM или 64 - QAM) с равномерным или неравномерным расположением вершин векторов сигнала в кодовом пространстве сигналов.

Выбор конкретного вида модуляции из указанных производится в зависимости от требуемой скорости передачи данных с учетом избыточности, необходимой для их помехоустойчивого кодирования. Эту избыточность легко оценить, исходя из того, что при помехоустойчивом кодировании в модеме используются сверточные коды с относительными скоростями: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8, в результате чего скорость цифрового потока после помехоустойчивого кодирования увеличится в число раз, равное единице, деленной на относительную скорость кода.

Данные, необходимые для выбора вида модуляции в зависимости от требуемой скорости цифрового потока для различных значений относительной скорости сверточного кода и относительной длительности защитного интервала, - приведены в таблице 3. Эти данные таблицы не зависят от режима модуляции 8К или 2К, так как при переходе от режима 8К к режиму с уменьшением числа несущих в 4 раза одновременно в 4 раза увеличивается скорость передачи данных на каждой несущей.

В табл. 3 приведены значения отношения сигнал/шум, соответствующие вероятности ошибки Р_ош = 10^-4 на выходе декодера Витерби для всех значений скорости кодирования, видов модуляции и различных моделей радиоканала.

Таблица 3

	Требуемое отношение сигнал/шум после декодера Витерби для Pош = 2 10^-4, дБ	Скорость передачи, Мбит/с
Вид модуляции	Скорость кода	Гауссовский канал	Райсовский канал	Релеевский канал	A/Tu= 1/4	A/Tu= 1/8	A/Tu= 1/16	A/Tu= 1/32
QPSK	1/2	3.1	3.6	5.4	4.98	5.53	5.85	6.0
QPSK	2/3	4.9	5.7	8.4	6.64	7.37	7.81	8.0
QPSK	3/4	5.9	6.8	10.7	7.46	8.29	8.78	9.0
QPSK	5/6	6.9	8.0	13.1	8.29	9.22	9.76	10.0
QPSK	7/8	7.7	8.7	16.3	8.71	9.68	10.25	10.5
16-QAM	1/2	8.8	9.6	11.2	9.95	11.06	11.71	12.0
16-QAM	2/3	11.1	11.6	14.2	13.27	14.75	15.61	16.0
16-QAM	3/4	12.5	13.0	16.7	14.93	16.59	17.56	18.1
16-QAM	5/6	13.5	14.4	19.3	16.59	18.43	19.52	20.1
16-QAM	7/8	13.9	15.0	22.8	17.42	19.35	20.49	21.1
64-QAM	1/2	14.4	14.7	16.0	14.93	16.59	17.56	18.1
64-QAM	2/3	16.5	17.1	13.3	19.91	22.12	23.42	24.1
64-QAM	3/4	18.0	18.6	21.7	22.39	24.88	26.35	27.1
64-QAM	5/6	19.3	20.0	25.3	24.88	27.65	29.27	30.1
64-QAM	7/8	20.1	21.0	27.9	26.13	29.03	30.74	31.6

Спектральная плотность полного COFDM - сигнала является суммой всех парциальных составляющих и представлена на рис 5 для режима 2К и 8К, откуда видно, что ширина спектра в обоих режимах составляет примерно 8 МГц.

Рис. 5. Спектральная плотность OFDM – сигнала

Спектральная плотность могла бы быть весьма близкой к постоянной в полосе частот, которую занимают несущие, но длительность передаваемого OFDM символа больше, чем величина, обратная расстоянию между несущими, на величину защитного интервала. В связи с этим основной лепесток спектральной плотности мощности одной несущей несколько меньше удвоенного расстояния между несущими, поэтому спектральная плотность мощности сигнала OFDM в номинальной полосе частот (7,608258 МГц в режиме 2k и 7,611607 МГц в режиме 8k) не является постоянной. Уровень мощности на частотах вне номинальной полосы может быть уменьшен с помощью соответствующих фильтров.

Дата добавления: 2014-01-20