УДК 621.396.2

Оценка влияния помех на пилотные поднесущие OFDM-сигнала стандарта IEEE 802.11n

 

К. Д. Титов, О. Н. Завалишина
Воронежский государственный университет, 394018, Воронеж, Университетская площадь, 1 

Статья поступила в редакцию 3 декабря 2019 г.

 

Аннотация. В работе проанализировано влияние помех на беспроводной канал передачи данных на примере широко применяемого в настоящее время стандарта IEEE 802.11n, основанного на использовании технологии OFDM. Рассмотрены особенности стандарта, заключающиеся в типе, количестве и частотном положении поднесущих сигнала, режиме передачи данных и формируемых при этом пакетах данных, а также алгоритмах синхронизации сигналов во временной и частотной областях. Для оценки помехоустойчивости непосредственно самого стандарта IEEE 802.11n была исследована структура битового потока, формируемого при передаче информации по беспроводному каналу на канальном и физическом уровнях, без учёта верхних уровней (без привязки к типу передаваемой информации) сетевой модели OSI. С помощью имитационного моделирования в среде MATLAB Simulink получена зависимость вероятности битовой ошибки от отношения помеха/сигнал при воздействии на пилотные и информационные поднесущие. Проведена оценка влияния искажения пилотных поднесущих на качество функционирования беспроводного канала передачи данных. Установлено, что искажение пилотных поднесущих приводит к срыву грубой и точной временной и частотной синхронизаций, а также невозможности оценки и коррекции параметров канала. В частности, это приводит к невозможности определения начала OFDM-символа, частотного и временного рассогласования, передаваемого и принимаемого сигналов, а также смещения по частоте с точностью до расстояния между поднесущими.

Ключевые слова: помехоустойчивость, беспроводной канал, вероятность битовой ошибки, синхронизация.

Abstract. In this work the influence of interference on the wireless data transmission channel is analyzed on the example of the widely used standard IEEE 802.11n, based on the use of OFDM technology. Features of the standard are investigated, consisting in the type, number and frequency position of the signal subcarriers, the mode of data transmission and the data packets formed at the same time, as well as algorithms for signal synchronization in the time and frequency domains. To assess the noise immunity of the IEEE 802.11n standard itself, the structure of the bitstream formed during the transmission of information over the wireless channel at the channel and physical levels, without taking into account the upper levels (without reference to the type of information transmitted) of the OSI network model was studied. Using the simulation in MATLAB Simulink, the dependence of the bit error probability on the noise-to-signal ratio when exposed to pilot and information subcarriers is obtained. The influence of distortion of pilot subcarriers on the quality of functioning of the wireless data transmission channel is estimated. It is established that the distortion of pilot subcarriers leads to the failure of rough and exact time and frequency synchronizations, as well as the impossibility of estimating and correcting the channel parameters. In particular, this leads to the inability to determine the beginning of the OFDM symbol, frequency and time mismatch, transmitted and received signals, as well as frequency offset with the accuracy to the distance between the subcarriers.

Key words: noise immunity, correction capability, wireless link, bit error rate, synchronization.

 

Для цитирования:

Титов К.Д., Завалишина О.Н. Оценка влияния помех на пилотные поднесущие OFDM-сигнала стандарта IEEE 802.11n. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 12. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/dec19/6/text.pdf

DOI 10.30898/1684-1719.2019.12.6