Просто о сложном: OFDM-модуляция

[Robot_NagNews]

Материал: В данной статье сделана попытка объяснить суть OFDM модуляции простым языком, так сказать «на пальцах» без сильного углубления в математический анализ и теорию цифровой обработки сигналов. Полный текст

[NN----NN]

Цитата

"Параметры поднесущих сигналов (например, синусойд) ..."

Ваша уточнение "например, синусоид" намекает на то, что в качестве поднесущей может быть и не синусоидальный сигнал? ;)

[ichthyandr]

1 час назад, NN----NN сказал:

Ваша уточнение "например, синусоид" намекает на то, что в качестве поднесущей может быть и не синусоидальный сигнал? ;)

математически - да, хоть функции уолша, на практике вся техника работает в базисе sin (cos)

[NN----NN]

1 час назад, ichthyandr сказал:

математически - да, хоть функции уолша, на практике вся техника работает в базисе sin (cos)

cos - это тот же sin, только со сдвигом по фазе, так что его упоминание в вашем комментарии избыточно.

 

Почему же не используют в качестве несущей вместо "например, синусоид" другой вариант - например, прямоугольный сигнал или трапециидальный? ;)

[kernel1024]

1 час назад, NN----NN сказал:

Почему же не используют в качестве несущей вместо "например, синусоид" другой вариант - например, прямоугольный сигнал или трапециидальный? ;)

Бесконечный ряд из синусоид вместо одной определённой всё испортит же.

[NN----NN]

1 час назад, kernel1024 сказал:

Бесконечный ряд из синусоид вместо одной определённой всё испортит же.

Точно так и будет :)

[vodz]

53 минуты назад, NN----NN сказал:

Точно так и будет :)

Уже что-то трудно понять, о чём это вы между собой ведёте диалог. Синус то оно понятно - одна палка в спектре, а если что-то более углователькое взять, то там же бесконечный спектр...

[YuryD]

Статья неплохая,но вроде отстала по времени. В 2,4 инфинеты давали таки хорошую производительность, там и звучала ofdm.

[tair-bakiev]

Может кто знает. А чем SCMA отличается от CDMA?

[Gecxjo]

"но вроде отстала по времени." -- можа для спецов которые плотно работают в этой области... А вот для нас, "чайников" -- само тО! Спасибо Автору!

[ichthyandr]

В 08.09.2017 в 16:21, kernel1024 сказал:

Бесконечный ряд из синусоид вместо одной определённой всё испортит же.

это если рассматривать спектр в базисе sin (cos), если рассматривать в базисе например , тех же функций уолша (да хоть каких других периодических), то спектральное представление одной базисной составляющей будет "одна палка" ;)

ps sin (cos) - базисная функция преобразования Фурье, см. формулу

Edited September 11, 2017 by ichthyandr

[NikAlexAn]

1 час назад, ichthyandr сказал:

если рассматривать в базисе например , тех же функций уолша (да хоть каких других периодических), то спектральное представление одной базисной составляющей будет "одна палка" ;)

В математике много чего интересного.

Я уж конечно многое позабывал но интересует - а какая физическая среда этим базисам соответствует?

[ichthyandr]

1 час назад, NikAlexAn сказал:

В математике много чего интересного.

Я уж конечно многое позабывал но интересует - а какая физическая среда этим базисам соответствует?

физически нет, а математически может использоваться для анализа

[vodz]

4 часа назад, ichthyandr сказал:

это если рассматривать спектр в базисе sin (cos), если рассматривать в базисе например , тех же функций уолша (да хоть каких других периодических), то спектральное представление одной базисной составляющей будет "одна палка" ;)

ps sin (cos) - базисная функция преобразования Фурье, см. формулу

sin(cos) удобно не только красивой математической абстракцией, а именно физикой - излучение немодулированного синуса полностью сосредоточенно на одной частоте. А уж то что это плотность спектра в sin-нусном базисе, это уже притянуто за уши для абстракции :) Лёгкость, с которой сейчас говорят о "любых периодических функциях" удручает, так как это по умолчанию предпологает, что мы должны вполне себе широкополостно шуметь в эфире, чтобы не терять информацию придётся шуметь на высокой частоте, а это - привет прямая видимость и высокая сложность в реализации, ибо надо СВЧ-ная цифровая обработка. Ну да, какая проблема, купим, ага...

[ichthyandr]

21 минуту назад, vodz сказал:

sin(cos) удобно не только красивой математической абстракцией, а именно физикой - излучение немодулированного синуса полностью сосредоточенно на одной частоте. А уж то что это плотность спектра в sin-нусном базисе, это уже притянуто за уши для абстракции :) Лёгкость, с которой сейчас говорят о "любых периодических функциях" удручает, так как это по умолчанию предпологает, что мы должны вполне себе широкополостно шуметь в эфире, чтобы не терять информацию придётся шуметь на высокой частоте, а это - привет прямая видимость и высокая сложность в реализации, ибо надо СВЧ-ная цифровая обработка. Ну да, какая проблема, купим, ага...

Вейвлет анализ слышали?

не надо путать реализацию модуляции, фильтрации и т.п. с мат. обработкой сигналов, тем более не стоит попусту удручаться, всему своё место )) 

зы и совершенно непонятно, кто кого заставляет "шуметь на высокой частоте" ))

Edited September 11, 2017 by ichthyandr

[Tosha]

В 9 сентября 2017 г. в 01:11, tair-bakiev сказал:

А чем SCMA отличается от CDMA?

ИМХО:
 CDMA - это кто первым встал - того и тапки. Т.е. среда одна. В SCMA хитрой математикой ухитряются делать так, что обувать тапки могут несколько человек.  За счет замедления скорости. 

В принципе все зависит от того какова скорость источников сигнала и много ли их. Для чего-то лучше не городить сложностей и применять  CDMA, а для другого - лучше что-то вроде SCMA


 

[vodz]

19 часов назад, ichthyandr сказал:

и совершенно непонятно, кто кого заставляет "шуметь на высокой частоте" ))

Элементарно. На низкой частоте соотношение между самой высокой самой низкой частотой, при котором допускается обрезать спектр для восстановления информации получается настолько огромно, что ни передатчик/приёмник/антенну сделать в единствнном числе не представляется возможным, да и будет сильно меняться условия распространения. Шуметь - это не пищать синусами, это именно модулировать шумообразными сигналами.

[NikAlexAn]

1 час назад, vodz сказал:

Элементарно. На низкой частоте соотношение между самой высокой самой низкой частотой, при котором допускается обрезать спектр для восстановления информации получается настолько огромно, что ни передатчик/приёмник/антенну сделать в единствнном числе не представляется возможным, да и будет сильно меняться условия распространения. Шуметь - это не пищать синусами, это именно модулировать шумообразными сигналами.

Ой. Чёто у меня как то не сходится.

При одинаковом соотношении частот (наивысшей к наинизшей) при увеличении базовой частоты на порядок на порядок же увеличится и ширина спектра.

10-1=9

100-10=90

[vodz]

27 минут назад, NikAlexAn сказал:

При одинаковом соотношении частот

Как это у вас получается? Возьмите ширину модуляции скажем 1 кГц. Если несущая 0, то соотношение бесконечно, чем выше несущая, то соотношение близится к 1: 1ГГЦ+1кГц/1Ггц-1кГц ~= 1.

[Tosha]

1 час назад, NikAlexAn сказал:

При одинаковом соотношении частот (наивысшей к наинизшей) при увеличении базовой частоты на порядок на порядок же увеличится и ширина спектра.

Ну почему увеличивается?  Если для нужной скорости передачи нужна полоса 20МГц то это никак не зависит от выбранной частоты несущей.  Например, частоты для ТВ каналов нарезаются с постоянным шагом по частоте. И для 100МГц и для 500 МГц это около 8 МГц. 

Для частоты несущей 15МГц полоса бы тоже потребовалась в 8МГц. Но реализация такого устройства была бы непростой. А вот уже с 50 МГц - относительно никаких проблем. Однако для первых 10+ каналов метрового диапазона требуется по-хорошему отдельная антенна. Невозможно сделать простую антенну с хорошими характеристиками одновременно для метрового и дециметрового диапазона. Хотя если сигнал сильный - можно принимать и на обычный гвоздь. Но то что прокатывает для аналогового ТВ (с двоениями и троениями изображения не прокатит для высокоскоростных цифровых каналов.

Но не всегда можно уйти вверх по частоте. Иногда, по разным причинам (ограничения текущей элементной базы или требования совместимости), делают системы многополосные. И стандарт WiFi "N" тому прмер  с 2 а то и 3 антеннами, которые не для красоты торчат, а одновременно работают. Передавая 2-3 узкополосных сигнала. Сделать один сигнал с шириной в 3 раза шире выходит сложнее и дороже чем городить три отдельных радиотракта с антеннами

[NikAlexAn]

1 час назад, vodz сказал:

Как это у вас получается? Возьмите ширину модуляции скажем 1 кГц. Если несущая 0, то соотношение бесконечно, чем выше несущая, то соотношение близится к 1: 1ГГЦ+1кГц/1Ггц-1кГц ~= 1.

Не претендую на знание современной схемотехники но возникает у меня несколько вопросов:

1. Чем можно выделить полоску 1ГГц+-1кГц? Этож какая селективность должна быть то? Да и класс точности комплектующих.

2. Ну и получается что кроме основной гармоники несущей больше ничего не используется?

 

Насколько помню основным параметром всех линейных фильтров является затухание в децибелах на декаду. А декада это соотношение частоты в 10 раз. Фильтр первого порядка - это ослабление сигнала в 10 раз при увеличение частоты в 10 раз.

 

PS: Если не ошибаюсь уход на большие частоты зачастую обуславливается необходимостью использовать более широкую полосу для передачи более скоростного сигнала. Мощность сигнала при этом размазывается опять же по более широкой полосе и чувствительность к узкополосной помехе уменьшается.

А при неизменной ширине полосы увеличение несущей в 10 раз потребует и улучшение фильтров на порядок.

Как то так по моему.

Edited September 12, 2017 by NikAlexAn

[vodz]

4 часа назад, NikAlexAn сказал:

PS: Если не ошибаюсь уход на большие частоты зачастую обуславливается необходимостью использовать более широкую полосу для передачи более скоростного сигнала. Мощность сигнала при этом размазывается опять же по более широкой полосе и чувствительность к узкополосной помехе уменьшается.

А при неизменной ширине полосы увеличение несущей в 10 раз потребует и улучшение фильтров на порядок.

Как то так по моему.

Всё верно. А теперь отмотав тред становится понятно, что заменив синусы на "любую переодическую функцию" можно получить расширение полосы вынужденно.Это уже потом можно догадаться раз уж так шумим, то может информации таки добавить. Но это тоже ведь не всегда возможно, так как её надо успеть декодировать элементной базой.

[ichthyandr]

9 часов назад, vodz сказал:

Элементарно. На низкой частоте соотношение между самой высокой самой низкой частотой, при котором допускается обрезать спектр для восстановления информации получается настолько огромно, что ни передатчик/приёмник/антенну сделать в единствнном числе не представляется возможным, да и будет сильно меняться условия распространения. Шуметь - это не пищать синусами, это именно модулировать шумообразными сигналами.

Вы ВООБЩЕ О ЧЁМ?

[frol13]

Хорошее объяснение дано на Хабре:

https://habrahabr.ru/post/129101/

Оно мне даже больше понравилось, поскольку раскрывает суть метода- зачем все это и как. Но после хабра, этот материал является неплохой, красочной, хотя местами и неточной, иллюстрацией. 

[vodz]

2 часа назад, frol13 сказал:

Хорошее объяснение дано на Хабре:

https://habrahabr.ru/post/129101/

Оно мне даже больше понравилось, поскольку раскрывает суть метода- зачем все это и как. Но после хабра, этот материал является неплохой, красочной, хотя местами и неточной, иллюстрацией. 

Ловил себя на мысли: "Ну вот, как всегда, примитивной воды много, а как до самого интересного дошли, так галопом по европам". Статья оставляет сложные чувства. То ли автор сам не очень силён и потому галопом, то ли боится, что сложности многие скипнут.

 

Очень искал по теме разгоревшегося спора на счёт замены поднесущих не на синус. Не нашёл.