Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Kapitel 7.12 OFDM-Modulation Digitale Datenübertragung über bandbegrenzten AWGN-Kanal Problem Intersymbol-Interferenz ISI bzw. Performance-Verlust wenn.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Kapitel 7.12 OFDM-Modulation Digitale Datenübertragung über bandbegrenzten AWGN-Kanal Problem Intersymbol-Interferenz ISI bzw. Performance-Verlust wenn."—  Präsentation transkript:

1 Kapitel 7.12 OFDM-Modulation Digitale Datenübertragung über bandbegrenzten AWGN-Kanal Problem Intersymbol-Interferenz ISI bzw. Performance-Verlust wenn Symboldauer T S << Dauer der Kanalstossantwort h(t) NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 1 h(t)p(t) n(t) bandbegrenzter AWGN-Kanal (z.B. Leitung, aber auch Mehrwegkanal) Pulsformung Symbole s[m] f IH(f)I 0 T S 2T S 3T S t s[0] s[1] s[2] h(t) Kanalschätzer Kanalbandbreite B ≈ 1/T S t

2 FDM NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 2 Unterteilung Kanalbandbreite B N Unterkanäle mit gleicher Bandbreite Δf = B/N jeder Unterkanal hat nahezu ideale Frequenzeigenschaften Übertragung unterschiedlicher Information in Unterkanälen Frequency Division Multiplexing (FDM) Symboldauer Unterkanal = N∙Symboldauer Einkanalsystem, T = N∙T S kein ISI wenn N gross genug ist ! Frage: Wie gross kann man N wählen? f IH(f)I Kanalbandbreite B ≈ 1/T S Δf = B/N Einkanal-System TsTs : T=N∙T S Mehrkanalsystem

3 OFDM NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 3 Unterkanäle haben eigene Träger cos(2π∙f k ∙t), k = 0, 1,..., N-1 f k ist die Mittenfrequenz im k-ten Unterkanal Unterträger sind orthogonal wenn Δf = 1/T, d.h. f k = k/T und f j = j/T orthogonales FDM bzw. OFDM Träger sind einfach separierbar ∫ T cos(2π∙f k ∙t+φ k ) integrate and dump

4 OFDM und QAM NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 4 QAM-Übertragung in jedem Unterkanal Übertragung viele Bit/Symbol auf Unterkanälen mit hohem SNR Übertragung wenige Bit/Symbol auf Unterkanälen mit wenig SNR zur Erinnerung: R k < C AWGN = Δf∙log 2 (1+SNR k ) [bit/s] cos(2π∙f 0 ∙t+φ 0 ) -sin(2π∙f 0 ∙t+φ 0 ) I 0 (t) I N-1 (t) Q 0 (t) Q N-1 (t) cos(2π∙f N-1 ∙t+φ N-1 ) -sin(2π∙f N-1 ∙t+φ N-1 ) y(t) pseudozufällige Phasenverschiebung zur Verhinderung von zu hohem PAR (peak-to-average-ratio)

5 Diskretes Multiton-Verfahren (DMT) NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 5 … … f Symbol m-1Symbol mSymbol m+1 Ton 1 Ton 2 Ton 3 Ton 1 Ton 2 Ton 3 Ton 1 Ton 2 Ton 3 Δf Ton 1 2Δf Ton 2 3Δf Ton 3 DC Ton 0 FDM mit N = 4 Kanälen: Datensequenz: Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) SNR-Verlauf

6 HDSL SDSL Single Line Digital Subscriber Line High Data Rate Digital Subscriber Line ADSL UDSL Universal Asymmetric Digital Subscriber Line Asymmetric Digital Subscriber Line VDSL Very High Data Rate Digital Subscriber Line Mbit/s symmetric 2-3 copper pairs, length km 2.3 Mbit/s symmetric 1 copper pair, length 2.5 km 8 Mbit/s down, 768 kbit/s up 1 copper pair, length km 1.5 Mbit/s down, 512 kbit/s up 1 copper pair, length km 26 Mbit/s symmetric or 52 Mbit/s down, 1.6 Mbit/s up 1 copper pair, length km xDSL NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 6

7 ADSL mit POTS Splitter NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 7 4 kHz30 kHz138 kHz1104 kHz POTS Band ADSL Upstream Band ADSL Downstream Band Guard Band 7 Kanäle 32 Kanäle 256 Kanäle FDM Kanalraster: k x kHz, k = Symbolrate 4 kbaud pro Unterkanal

8 2B1Q 80 kHz 4B3T 120 kHz 138 kHz1104 kHz ISDN Band ADSL Upstream Band ADSL Downstream Band 32 Kanäle 64 Kanäle 276 kHz 256 Kanäle FDM Kanalraster: k x kHz, k = ADSL mit ISDN Splitter NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 8

9 UDSL (ADSL-lite) ohne POTS Splitter NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 9 4 kHz70 kHz138 kHz POTS Band UDSL Upstream Band UDSL Downstream Band Guard Band 16 Kanäle 32 Kanäle 128 Kanäle FDM Kanalraster: k x kHz, k = kHz

10 VDSL mit POTS Splitter NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 10 4 kHz1.1 MHz POTS Band VDSL Up- and Downstream Band ADSL Guard Band 13 Kanäle 256 Kanäle FDM Kanalraster: k x kHz, k = MHz

11 OFDM-Übertragungssysteme NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 11 ADSL mit DMT-Verfahren: ITU-T G –Downstream: N = 256, Δf = kHz, B = MHz, R  Mbit/s, QAM mit M = –Upstream: N = 32, Δf = kHz, B = 138 kHz, R  768 kbit/s, QAM mit M = UDSL mit DMT-Verfahren: ITU-T G –kein POTS-Splitter, Weiche mit digitalem Signalprozessor –Downstream: R  1536 kbit/s, Upstream: R  512 kbit/s Digital Audio Broadcasting (DAB): ETSI ETS –N = 1536, Δf = 1 kHz, B = MHz, DQPSK mit M = 2 2 –Multiplexstrom von 6 Stereoprogrammen à 192 kbit/s. R = 6·384 kbit/s = Mbit/s (mit Fehlerkorrekturcode) Digital Video Broadcasting (DVB-T): ETSI ETS –N = 1705 (2k-Mode) / 6817 (8k-Mode), QAM mit M = 2 2, 2 4, 2 6 –Δf = kHz / kHz, B = 7.61 MHz

12 Summensignal: QAM im Kanal k: Abtastung mit f s = 2N·f 0 : komplexe Darstellung: Implementierung OFDM NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 12 2N-Punkt inverse DFT bzw. IDFT N·log 2 N Multiplikationen mit IFFT

13 Implementierung OFDM NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 13 Spektrum konjugiert komplex ergänzen 2N - Punkt IFFT D/A- Wandler Übertragung Bitzuteilung A/D Wandler N2N QAM Decodierung konjugiert komplexe Werte entfernen N 2N - Punkt FFT Modulator Demodulator Bits ordnen QAM- Codierung

14 Implementierung OFDM NTM, 2006/03, Rur, OFDM / ADSL, 14 Linienspektrum des periodisch-fortgesetzten Symbols y(t): f/Δf Linienspektrum mit f s = 2N·f 0 = 8f 0 abgetasteten Symbols y[n] = y(n  t): I-Komponente Q-Komponente f/Δf


Herunterladen ppt "Kapitel 7.12 OFDM-Modulation Digitale Datenübertragung über bandbegrenzten AWGN-Kanal Problem Intersymbol-Interferenz ISI bzw. Performance-Verlust wenn."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen