Átviteli hibák becslése és kompenzálása a 802.11ad rendszerekben

Az elektronika fejlődése ma már lehetővé teszi az eddig még nem használt, szabad frekvenciasávok kihasználását a több tíz GHz-s tartományban civil kommunikációs célokra is. Éppen ezért a WiGig rendszer (és az azt leíró IEEE 802.11ad szabvány) a jelenleg még ritkán alkalmazott 60 GHz-es frekvenciasávban működik a nagy átviteli sebesség biztosítására. A szabvány megoldásaival lehetővé válik, hogy a WiGig egymagában helyettesítsen minden vezetékes és vezeték nélküli adatátvitelt a beltéren, 10-15 méteres körön belül található eszközök között.

A 802.11ad szabvány csak az adó működését specifikálja, ezért a vett adatok feldolgozására használt szinkronizációs eljárások megválasztása nem egyértelmű. Ebben a dolgozatban ilyen eljárásokat mutatok be. A dolgozatom elején kitérek az adó oldalra is természetesen, amelyet a szabvány alapján implementáltam: a nyers bináris adatokból egy szabványosan kódolt, modulált adatfolyamot állítok elő, ami már továbbítható az adó analóg fokozatai felé.

A dolgozatomban az alkalmazott átviteli csatorna modellje különböző hibákat és torzító hatásokat is figyelembe vesz, ezen hibák paramétereit a vételi oldali feldolgozás előtt meg kell becsülni, hogy a hatásuk kompenzálható lehessen. Ezek következő hibák: időzítési hiba, frekvencia- és fázisoffset, továbbá figyelembe veszem a rádiós csatorna lineáris torzítását és a csatornában megjelenő additív zajt is. A hibák becslésére és kompenzálására a szakirodalomban már találhatóak megoldások. Ezeket az eljárásokat részletesen vizsgálom, illetve javaslatot teszek ezek továbbfejlesztésére, hogy ezáltal pontosabb, kisebb varianciájú becslést kapjak.

A vételi oldalon az adás műveleteit fordított sorrendben kell elvégezni: először demodulálni, majd dekódolni kell az adatokat, így visszakapható az eredetileg átvinni kívánt bináris adattartalom. Ha a vett jelet nem kompenzáljuk demodulálás előtt, az drasztikus bithibaarány-romláshoz vezethet. Amennyiben ismerjük a hibák becslőit, egy többlépcsős folyamaton keresztül kompenzálható a vett jel, így csökkenthető a bithibaarány.

Az átviteli lánc szimulációs környezetét Matlab-ban implementáltam, egy moduláris keretrendszert készítettem el. Ennek segítségével először csak az adó-vevő kapcsolatot készítettem el, majd az átviteli csatorna modelljét bővítettem lépésenként. A vevőt kiegészítettem korrekciós eljárásokkal, majd beépítettem a becslő eljárásokat is. A keretrendszerben a hibák kézben tarthatóak, a becslő és a kompenzáló eljárások kvantitatív módon összehasonlíthatóak.

A szimulációkat követően az eljárásokat a gyakorlatban is teszteltem. Egy megfelelő jelgenerátor és oszcilloszkóp segítségével egy mérési tesztkörnyezetet is összeállítottam. A jelgenerátor a betöltött adatokat adóként kisugározta, amelyet az oszcilloszkóp vett, és a jelmintákat lementette. A kapott jelfolyamokat a korábban említett, Matlab-os keretrendszer segítségével dolgoztam fel és értékeltem ki a kiválasztott becslési eljárások alkalmazásával.

szerző

• 
  Csuka Barna Dr.
  Villamosmérnöki szak, mesterképzés
  mesterképzés (MA/MSc)
  

konzulens

• 
  Dr. Kollár Zsolt
  Egyetemi docens, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

helyezés