RU200553U1 - Устройство для передачи сигналов с помощью неортогонального множественного доступа с фазовым вращением в wi-fi сетях - Google Patents
Устройство для передачи сигналов с помощью неортогонального множественного доступа с фазовым вращением в wi-fi сетях Download PDFInfo
- Publication number
- RU200553U1 RU200553U1 RU2019142124U RU2019142124U RU200553U1 RU 200553 U1 RU200553 U1 RU 200553U1 RU 2019142124 U RU2019142124 U RU 2019142124U RU 2019142124 U RU2019142124 U RU 2019142124U RU 200553 U1 RU200553 U1 RU 200553U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- nested
- reference frame
- output
- frames
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2614—Peak power aspects
- H04L27/2621—Reduction thereof using phase offsets between subcarriers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области беспроводной передачи данных. Технический результат заключается в повышении устойчивости к помехам в канале передачи данных и, как следствие, повышение пропускной способности сети. Устройство для передачи данных в беспроводных сетях семейства IEEE 802.11, предназначенное для параллельной генерации кадров, совместимых с не менее чем одним из стандартов семейства IEEE 802.11, поворота фазового созвездия вложенного кадра на угол θ, симметричного отображения повернутого на угол θ фазового созвездия, мультиплексирования сгенерированных кадров с заданными весами и получения суперкадров, состоящих из опорного кадра и вложенного кадра, мощность каждого из которых определяется значением весового коэффициента, преобразования мультиплексированного сигнала в радиосигнал и передачи в эфир, включает последовательно соединенные генератор опорных кадров и модулятор опорных кадров, выход которого подключен ко входу мультиплексора, последовательно соединенные генератор вложенных кадров, модулятор вложенных кадров, блок поворота фазы и симметричного отображения, выход которого подключен ко входу мультиплексора для сложения опорного кадра и одного вложенного кадра, выход которого подключен ко входу блока обратного преобразования Фурье, последовательно соединенные блок обратного преобразования Фурье, модуль вставки защитных интервалов, цифро-аналоговый преобразователь, радиочастотный блок. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.
Description
Настоящая полезная модель относится к устройствам передачи данных в нелизензируемом спектре.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ МОДЕЛИ
По мере роста количества устройств Wi-Fi возрастает необходимость увеличения эффективности передачи данных в сетях с устройствами различных поколений. Рабочая группа IEEE 802.11be нацелена на многократное увеличение пропускной способности и чрезвычайно низкие задержки в сетях Wi-Fi следующего поколения, которые будут после стандартов 802.11ac и 802.11ax. В дополнение к прямым подходам, таким как удвоение ширины канала до 320 МГц, увеличение порядка MIMO до 16 и повышение порядка фазового созвездия сигнально-кодовой конструкции (англ. modulation and coding scheme, MCS) до 4096, группа также рассматривает вопрос о повышении спектральной эффективности для нескольких передач пользователям, в которой задействованы устройства старых поколений. Одним из решений этого вопроса является неортогональный множественный доступ (англ.: Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA). Эта перспективная технология позволяет осуществлять несколько одновременных передач одним суперкадром, состоящим из множества простых кадров, каждый из которых имеет разную мощность и предназначен соответствующему пользователю. Кадр, обладающий наибольшей мощностью в суперкадре, называется опорным, в то время как все остальные кадры суперкадра называются вложенными. Используя NOMA, передатчик может рассылать несколько потоков данных различным приемникам параллельно с помощью суперкадров, используя одну антенну и те же частотно-временные ресурсы.
Тем не менее, прямой подход к мультиплексированию двух потомков данных, заключающийся в сложении сигналов разным пользователям с разными весовыми коэффициентами в частотном или временном пространстве обладает рядом недостатков, одним из которых является высокая чувствительность к ошибкам в оценке фазы принятого сигнала на принимающем устройстве, а также к ошибкам, возникающим при приеме сильно зашумленного сигнала.
Решением данной проблемы является отказ от использования классической модуляции всех вложенных кадров суперкадра. Вместо классических модуляций, описанных в стандарте IEEE 802.11, для фазового созвездия каждого вложенного кадра необходимо применять операции вращения и симметричного отображения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Некоторые варианты осуществления полезной модели описываются ниже со ссылками на прилагаемые фигуры.
Фигура 1 - схема предлагаемого мультиплексора.
Фигура 2 - диаграмма, описывающая принцип работы мультиплексора.
Фигура 3 - пример мультиплексирования OFDM сигналов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Аналогом данного технического решения является СПОСОБЫ И ТЕРМИНАЛЫ СВЯЗИ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СЕТЕЙ СВЯЗИ МДКР (свидетельство на полезную модель RU 2272359 С2, заявка 2004117854/09 от 08.11.2002 г., опубликовано 20.03.2006 г., правообладатель МОТОРОЛА, ИНК. (US), авторы ОЛИВЕР Джон (US), МАЛЛЕТТ Александр (US), НГУЙЕН Мими (US)). Недостатками приведенного аналога являются его малые функциональные возможности и низкая устойчивость к помехам, вызванная методом мультиплексирования сигналов.
Целью данного технического решения является повышение устойчивости к помехам в канале передачи данных и, как следствие, повышение пропускной способности сети.
ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА
На фигуре 1 изображена пример схемы устройства для передачи сигналов с помощью неортогонального множественного доступа 100 для мультиплексирования двух потоков данных. Устройство состоит из генераторов данных 101 и 105, в которых происходит формирование кадра согласно стандарту IEEE 802.11 - к данным на передачу добавляется заголовок кадра и контрольная сумма. Генератор 105 соответствует генератору опорных кадров, в то время как генератор 101 соответствует генератору вложенных кадров. Также в модулях 101 и 105 происходит процедура помехоустойчивого кодирования информации. Из модулей 101 и 105 поток информации, представленный в битах, попадает в модуляторы 102 и 106 соответственно, где происходит трансляция битов на точки фазового созвездия, соответствующие выбранной MCS. Каждое значение точки фазового созвездия представляет собой синфазную и квадратурную составляющие сигнала (IQ), выраженные в виде комплексного числа, и для каждой MCS используется свое множество точек. Например, для наиболее надежной сигнально-кодовой конструкции (MCS0) используется двоичная фазовая манипуляция, в то время как для MCS2 используется квадратурная фазовая манипуляция.
После модулятора 102 IQ сигнал, соответствующий вложенному кадру, поступает в блок поворота фазы 103. Процедуру поворота фазы можно описать следующим уравнением:
x1=x10ejθ,
где х10 - IQ сигнал до перед попаданием блок поворота фазы, х1 - IQ сигнал после блока поворота фазы, а θ - угол, на который совершается поворот созвездия. Для каждой пары значений MCS опорного кадра и вложенного кадра значение θ выбирается так, чтобы минимизировать вероятность ошибки при некорректной оценке фазы принятого сигнала. Например, если для передачи опорного кадра используется MCS0, а для передачи вложенного кадра используется MCS2, то после блока поворота фазы созвездие, соответствующее вложенному кадру, повернется на 90°.
После блока поворота 103 IQ сигнал, соответствующий вложенному кадру, поступает в блок симметричного отображения 104. Процедура симметричного отображения заключается в инвертировании мнимой и реальных частей комплексного числа, соответствующего IQ сигналу в зависимости от расположения сигнала. Блок симметричного отображения определяет номер строки и номер столбца, в котором расположено полученный IQ сигнал для заданного MCS и если номер столбца четный, то блок инвертирует действительную часть комплексного числа и, если номер строки четный, то инвертирует мнимую часть комплексного числа.
Фигура 2 иллюстрирует пример отображения при использовании квадратурной фазовой манипуляции для передачи как вложенного кадра, так и опорного кадра после выхода из мультиплексора и при повороте на θ=0°. Фазовое созвездие 201 соответствует мультиплексированному сигналу без процедуры симметричного отображения. Фазовое созвездие 202 соответствует мультиплексированному сигналу после применения симметричного отображения.
При попадании в мультиплексор IQ сигналы, принадлежащие опорному кадру и вложенным кадрам, умножаются на весовые коэффициенты Gi и складываются, образуя результирующий сигнал y. Для мультиплексирования двух сигналов результирующий сигнал y выглядит следующим образом.
y=G1x1+G2x2,
где х2 - IQ сигнал, соответствующий опорному кадру.
После мультиплексора IQ отсчеты попадают в блок обратного быстрого преобразования Фурье (БПФ) 108, где происходит преобразование сигнала из частотной области в временную. Далее в модуле вставки защитных интервалов 109 добавляется циклический префикс и после цифро-аналогового преобразователя 110 сигнал попадает в радио частотный блок 111 для трансляции в эфир сгенерированного сигнала.
ПРИМЕР
Рассмотрим пример работы устройства при мультиплексировании двух сигналов, использующих квадратурной фазовой манипуляции. Фигура 3 иллюстрирует результирующее созвездие в частотной области при повороте фазового созвездия вложенного кадра на θ=45°. Как видно из иллюстрации, вращению подвергается только созвездие вложенного кадра, в то время как созвездие опорного кадра не поворачивается, обеспечивая обратную совместимость разработанного устройства с уже существующими устройствами, поддерживающими стандарт IEEE 802.11, для отправки которым предназначен опорный кадр.
Claims (2)
1. Устройство для передачи данных в беспроводных сетях семейства IEEE 802.11, включающее последовательно соединенные генератор опорных кадров и модулятор опорных кадров, выход которого подключен ко входу мультиплексора, последовательно соединенные генератор вложенных кадров, модулятор вложенных кадров, блок поворота фазы и симметричного отображения, выход которого подключен ко входу мультиплексора для сложения опорного кадра и одного вложенного кадра, выход которого подключен ко входу блока обратного преобразования Фурье, последовательно соединенные блок обратного преобразования Фурье, модуль вставки защитных интервалов, цифро-аналоговый преобразователь, радиочастотный блок, предназначенное для параллельной генерации кадров, совместимых с не менее чем одним из стандартов семейства IEEE 802.11, поворота фазового созвездия вложенного кадра на угол θ, симметричного отображения повернутого на угол θ фазового созвездия, мультиплексирования сгенерированных кадров с заданными весами и получения суперкадров, состоящих из опорного кадра и вложенного кадра, мощность каждого из которых определяется значением весового коэффициента, преобразования мультиплексированного сигнала в радиосигнал и передачи в эфир.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что значение угла поворота θ соответствует значению, при котором вероятность неуспешного декодирования вложенного кадра минимальна.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019142124U RU200553U1 (ru) | 2019-12-18 | 2019-12-18 | Устройство для передачи сигналов с помощью неортогонального множественного доступа с фазовым вращением в wi-fi сетях |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019142124U RU200553U1 (ru) | 2019-12-18 | 2019-12-18 | Устройство для передачи сигналов с помощью неортогонального множественного доступа с фазовым вращением в wi-fi сетях |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU200553U1 true RU200553U1 (ru) | 2020-10-29 |
Family
ID=73399110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019142124U RU200553U1 (ru) | 2019-12-18 | 2019-12-18 | Устройство для передачи сигналов с помощью неортогонального множественного доступа с фазовым вращением в wi-fi сетях |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU200553U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6876319B2 (en) * | 2002-09-20 | 2005-04-05 | Intersil Americas Inc. | Integrated modulator and demodulator configuration |
US7567611B2 (en) * | 2002-09-05 | 2009-07-28 | Silicon Storage Technology, Inc. | Compensation of I-Q imbalance in digital transceivers |
RU143080U1 (ru) * | 2014-02-24 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Цифровой формирователь широкополосных линейно-частотно-модулированных радиосигналов |
WO2018119153A2 (en) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | Intel Corporation | Wireless communication technology, apparatuses, and methods |
-
2019
- 2019-12-18 RU RU2019142124U patent/RU200553U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7567611B2 (en) * | 2002-09-05 | 2009-07-28 | Silicon Storage Technology, Inc. | Compensation of I-Q imbalance in digital transceivers |
US6876319B2 (en) * | 2002-09-20 | 2005-04-05 | Intersil Americas Inc. | Integrated modulator and demodulator configuration |
RU143080U1 (ru) * | 2014-02-24 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Цифровой формирователь широкополосных линейно-частотно-модулированных радиосигналов |
WO2018119153A2 (en) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | Intel Corporation | Wireless communication technology, apparatuses, and methods |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11463293B2 (en) | OFDM transmission method and device in wireless LAN system | |
US8446934B2 (en) | Frequency diversity and phase rotation | |
US7260054B2 (en) | SINR measurement method for OFDM communications systems | |
US8014437B2 (en) | Low-rate long-range mode for OFDM wireless LAN | |
US8675754B1 (en) | Hybrid modulation schemes used in data communication | |
US20230362036A1 (en) | Transmission apparatus, reception apparatus, transmission method, and reception method | |
US9294316B2 (en) | Scrambling sequences for wireless networks | |
US8437245B2 (en) | Wireless network system | |
CN113726713B (zh) | 一种时域复用频移啁啾键控调制及其正交调制扩展方法 | |
US8699595B2 (en) | Integrated circuit with channel estimation module and method therefor | |
KR20070014169A (ko) | 다중-입력-다중-출력 ofdm 무선 근거리 네트워크를구현하기 위한 방법 및 시스템 | |
KR20170060112A (ko) | 다중 사용자 코드 분할 다중 접속 통신 방법 및 상응한 송신기, 수신기 | |
CN110855713B (zh) | 一种WiFi设备到ZigBee设备的跨协议通信方法及系统 | |
KR20170034385A (ko) | 무선 네트워크들에서 개선된 통신 효율을 위한 시스템들 및 방법들 | |
US9479379B2 (en) | Narrowband OFDM (NOFDM) transceiver for powerline communications (PLC) | |
WO2011084356A1 (en) | Frequency diversity and phase rotation | |
US8611203B2 (en) | Coding information for communication over an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA)-based wireless link | |
CN111092663B (zh) | 一种基于比特加权分布的光正交频分复用系统和通信方法 | |
RU200553U1 (ru) | Устройство для передачи сигналов с помощью неортогонального множественного доступа с фазовым вращением в wi-fi сетях | |
Patel et al. | A comparative performance analysis of OFDM using MATLAB simulation with M-PSK and M-QAM mapping | |
EP3949303A1 (en) | Communication apparatus and communication method for ppdu format identification | |
CN100471191C (zh) | 用于多载波发送的方法和装置 | |
CN110808752A (zh) | 一种物联网的通信方法及系统 | |
CN1956429A (zh) | 残留频偏检测方法、装置及其无线通信系统 | |
Zhang et al. | Performance simulation of fixed-point for MB-OFDM UWB system |