失重物理层发射机
中描述的那样OSI协议栈物理层提供服务到MAC层和上层。而且它有前向纠错等功能,调制,急忙使数据传输可靠的传输到接收端。在本文中,我们将通过失重物理层主要用于无线技术对目标物联网(物联网)和M2M机(机器)通信。
的轻便系统由两个主要实体viz.基站和终端。从基站传输到终端称为下行,从终端到基站称为上行。有两个物理层轻便规范中定义的变量viz.高的利率下行和标准利率下行。本文解释了一步一步指导模块的高率下行失重物理层发射机部分。标准利率下行物理层循环前缀插入模块不使用。
图1轻便物理层发射机
如图所示发射机部分失重物理层由选举委员会的编码、交叉,美白,相移键控/ QAM调制类型,传播,插入循环前缀,同步插入和RRC脉冲整形。让我们理解这些模块的基础。
下面的表1提到数据速率支持各种选举委员会利率,轻便系统调制类型和传播因素。这个数据速率达到假设8 mhz信道带宽和20%的管理费用(占同步序列,循环前缀和循环后缀)。
| 调制类型 | 选举委员会的速度 | 扩频因子 | 物理层数据速率 (管理费用) |
|---|---|---|---|
| 16-QAM | 没有一个 | 1 | 16 Mbps |
| 16-QAM | 3/4 | 1 | 12 Mbps |
| 16-QAM | 1/2 | 1 | 8 Mbps |
| π/ 4正交相移编码 | 3/4 | 1 | 6 Mbps |
| π/ 4正交相移编码 | 1/2 | 1 | 4 Mbps |
| π/ 2 BPSK | 3/4 | 1 | 3 Mbps |
| π/ 2 BPSK | 1/2 | 1 | 2 Mbps |
| π/ 2 BPSK | 1/2 | 2 | 1 Mbps |
| π/ 2 BPSK | 1/2 | 4 | 0.5 Mbps |
| π/ 2 BPSK | 1/2 | 8 | 0.25 Mbps |
| π/ 2 BPSK | 1/2 | 16 | 0.125 Mbps |
选举委员会的编码:
这个模块添加冗余位MAC层数据传输。这额外的比特帮助纠错的接收器。Rate-1/2卷积编码器的输出数据生成2位每输入。其他利率也被称为穿孔技术的实现方法。请参考前向纠错的基础和卷积编码器用matlab代码基础。
交叉:
交叉模块根据选举委员会可能会或可能不会存在编码器模块的可用性。交叉是为了提供多样性。它增加鲁棒性的时变信道和前向纠错。请参考衬垫和deinterleaver基本与matlab代码用于OFDM系统。
在失重的系统中,衬垫屏蔽衬垫,是一个变量矩阵的列和行。的行数取决于扩散因子使用。下面提到的映射表。
| 扩频因子 | 衬垫(N行行) |
|---|---|
| 1、2、4、8 | 16 |
| 63年15日31日 | 8 |
| 127255年 | 4 |
| 511年,1023年 | 2 |
一行一行地输入比特写入矩阵行和列0开始。最后用零值矩阵填充如果没有完全充满了数据值。衬垫的输出是通过阅读获得交换矩阵的列的列从列和行0。
美白:
这个模块随机排列的位流与已知的随机序列相乘。这使得生成的序列类似于白噪声。这基本上消除了长期的1和0,帮助在接收机同步。这是类似于扰频器。请参考白噪声和有色噪声更多信息。
相移键控/ QAM调制:
轻便物理层的调制块基本上二进制比特映射到复杂的符号。16-QAM,π/ 4正交相移编码和π/ 2 BPSK调制类型使用物理层。相移键控是相移键控调制技术在射频载波的相位变化根据基带传输二进制信息位。
BPSK是相移键控技术的一种形式。QAM代表正交调幅。这种技术变化的振幅和相位射频载波传输之前在空气中。在BPSK,每个符号代表1位在QPSK每个符号代表2位。请参考BPSK和QPSK对于比较这两种调制技术。也请参考问对移频键控和相移键控理解这些数字调制技术的基础知识。
传播:
如前所述mapping块后,所使用的传播。这是需要生成芯片序列。请参考传播基础。也为了减少地表铺面的调制芯片序列,应用π/ 2旋转BPSK芯片序列和π/ 4旋转应用于正交相移编码芯片序列。
旋转是由符号序列乘以exp (sqrt(1) *φ(n))。当使用扩散模块,这样做是传播后的数据包。
在扩散模块,每个符号重复的数据传播的因素。这个结果后乘以使用LFSR传播获得的序列。轻便的LFSR物理层的长度是16 m序列多项式。
X16+ X14+ X13+ X11+ X0
初始化种子值获得使用位逻辑或16位的0 x8000 BS_ID(基站标识符)。这个种子是重置每初破裂。
插入循环前缀:
在这个模块,最后几帧复制的样本帧的开始。这有助于获得时域帧转换为频域没有任何腐败从多路径传输的影响。请参考循环前缀的基础详细描述。
基站的传输(即。下行)划分为块芯片每个街区都有循环前缀以及循环后缀。下表分别提到这些芯片值制造总芯片约1184。
| 核心块大小 | 1024芯片 |
|---|---|
| 循环前缀 | 144芯片 |
| 循环后缀 | 16片 |
同步插入:
这类似于序言称为同步模式。这主要是已知的比特模式在接收机用于同步的目的。
RRC脉冲整形:
这个模块是需要减少波段辐射。信息数据位的形式方波转化成正弦脉冲波形。RRC代表根提出了余弦。它基本上是一个数字滤波器。
如图2所示,失重数据组成的脉冲同步序列(可变长度),同步验证词(除了DL_FCH 16位和32位DL_FCH)和有效载荷。
选举委员会的编码、交叉和美白模块并不是用于同步valiation单词失重物理层但蔓延。
失重物理层接收
前端同步:
失重破裂所格式,破裂同步序列传输开始时每个破裂。这是用于接收机前端后同步模块。
粗时间偏移估计和修正,以找出开始破裂。
——在频率偏移估计和修正。
声道输出的估计和均衡。
定时检测来确定载荷起始位置。
破裂的同步序列终止由128芯片紧随其后3块都由否定我和Q值。
其余的模块是反向的轻便物理层发射机中执行功能。接收机由前端如上所述的同步。这是紧随其后的是循环前缀删除、de-spreading de-mapping, de-whitening、交错和选举委员会的解码。
前端同步相关链接
时间偏移估计和校正基础知识
频率偏移估计和校正基础知识
信道估计和均衡与matlab代码
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