Модуляция сигнала в системах мобильной связи пятого поколения
Радиотехника
Abstract
Рассмотрены некоторые вопросы создания систем мобильной связи пятого поколения. Приведены основные требования, предъявляемые к системам мобильной связи пятого поколения. Весьма важными являются вопросы выбора частотного диапазона, особенности модуляции сигнала, его обоснованный выбор, вопросы помехоустойчивого кодирования данных, методы увеличения пропускной способности, повышения помехоустойчивости сигнала. Обоснован выбор цифровой схемы модуляции сигнала - OFDM (ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием). Приводятся результаты экспериментального исследования OFDM-модуляции при различных значениях числа поднесущих OFDM-сигнала и различных значениях индекса модуляции этих поднесущих. Проведена оптимизация по обеспечению максимальной скорости передачи информации в фиксированной полосе частот. Что касается выбора рабочего диапазона в системе мобильной связи пятого поколения, то рассматриваются вопросы затухания высокочастотного сигнала в стенах зданий и распространения радиоволн в сельских и городских местностях. Изучены вопросы распространения радиоволн гигагерцового диапазона в условиях города с учетом особенностей городской застройки. Приведены экспериментальные результаты по потерям электромагнитной волны в стенах зданий, а также исследованы зависимости потерь в воздухе от погодных условий. Выделены окна прозрачности электромагнитного спектра, которые могут быть использованы в сетях мобильной связи пятого поколения. Для обеспечения требования высокоскоростной передачи данных порядка нескольких Гбит/с, согласно закону Шеннона, обоснована полоса рабочих частот систем мобильной связи пятого поколения. С помощью программно-определяемого радио системы SDR (Software Defined Radio) NI USRP-2952R в режиме приемопередачи получены зависимости скорости передачи данных от типа модуляции поднесущих и вида кодировки в полосе частот 20 МГц, а также зависимость ЕVM (Error Vector Magnitude) от отношения сигнал/шум для OFDM - сигнала. Зависимости получены для разного числа поднесущих и различного типа модуляций этих поднесущих (от QPSK до QAM64).
