На главную страницу
Меню статей.
Дата публикации - 2 Декабря 2011
Последние изменения : 3 марта 2012

Пик-фактор OFDM

модулированного сигнала

Внимание! Все устройства Ubiquiti, с программным обеспечением AirOS Ubiquiti Networks, имеют возможность установки произвольной выходной мощности. Следует признать, что это рекламный трюк, уловка маркетологов. Выходной чип действительно, согласно своим паспортным данным, может выдавать 1 Вт и даже большую мощность.

Использовать выходной чип на полную мощность возможно только при простых видах модуляции (Амплитудная манипуляция, частотная девиация).
В сложно спектральных и многотоновых сигналах, например OFDM модуляция, которая применяется в Wi-Fi стандарта 802.11 a/b/g/n это не приемлемо, т.к. пик-фактор сигнала имеет высокое значение. Пик-фактор это соотношение пикового значения сигнала к его средней величине.

Легко понять, почему? Когда в много тоновом сигнале все, или многие составляющие сигнала находятся в одной фазе, то суммарный сигнал на выходе имеет значительный выброс.

С выхода OFDM модулятора, стандарта 802.11 /g, на усилитель поступает 64 частотных под канала.Сигнал каждого под канала модулирован по фазе и амплитуде.Соответственно суммарный сигнал OFDM должен усиливаться высоко линейным усилителем и без искажений (клипирования ) передавать максимальные, пиковые значения суммарного сигнала. (Пиковые значения сигнала OFDM в несколько десятков раз выше уровня среднего значения сигнала!)

В OFDM модуляторах принимается ряд специальных мер для снижения пиковых, мгновенных значений сигнала. Например из потока кодирования исключаются последовательности (около 30 %) приводящие к высоким выбросам группового сигнала и ряд других мер. Конечно такие меры приводят к снижению символьной скорости в канале. Но это есть плата за дешевизну высоколиненейных усилителей и их энергетическую эффективность. К.П.Д. высоколинейных усилителей OFDM сигнала не превышает 20-30%.
Без принятия этих мер, стоимость усилителей была бы на порядок выше, а К.П.Д. не превышал бы единиц процентов.

Если происходит искажение выходного сигнала, ограничение по пиковому уровню, то искажаются сигналы во всех частотных каналах, в той или иной степени.При демодуляции такого искаженного сигнала, канальный детектор 16-QAM или 64-QAM не может однозначно определить амплитудно-фазовое мгновенное положение сигнала, что вызывает ошибку в выходном цифровом потоке. Скорость передачи нашего сигнала падает.

Дополнительная неприятность, при пиковых искажениях выходного радиосигнала происходит расширение излучаемого спектра и появляются помехи соседним каналам передачи.

Всё выше сказанное, мы можем ощущать своими органами чувств.

Например мы всегда отметим более качественное воспроизведение музыки, при умеренной громкости, на звуковоспроизводящей аппаратуре высокого класса. Если усилитель воспроизведения имеет значительный запас по пиковой мощности, то мгновенные значения сигнала будут воспроизводиться без искажений.
Когда мы «накручиваем» громкость усилителя, появляются искажения звука, появляется «грязь», посторонние дополнительные призвуки. Новые призвуки, отсутствующие в оригинальной фонограмме и есть продукт интермодуляционных искажений сигнала. Особенно они заметны когда количество одновременно звучащих музыкальных инструментов увеличивается, т.к чаще возникает вероятность появления пикового выброса сигнала.
Например сольный инструмент, звучащий на перегруженном усилителе, ещё приемлемо воспринимается нашим слухом, хотя мы уже будем отмечать некоторую не естественность его звучания, посторонние призвуки. Но стоит к солирующему инструменту присоединиться другим инструментам, как мы услышим какофонию звуков. Уменьшение громкости усилителя до порога ограничения , вернёт нам естественное и чистое звучание музыкальной композиции. Звук станет прозрачным, без искажений и посторонних призвуков.

Мы настоятельно рекомендуем, для всех устройств Ubiquiti Networks не превышать выходную мощность передатчика 100 mw или 20 dBm!