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Implementación OFDM en detalle

En la siguiente figura se muestra un transmisor OFDM típico. Para reducir la cantidad de hardware de RF necesario para OFDM, el proceso de modulación se divide en dos partes.

La primera parte utiliza la transformada discreta inversa de Fourier (IDFT) o una de sus implementaciones más eficientes pero equivalentes conocida como transformada rápida inversa de Fourier para modular todas las subportadoras OFDM en la banda base alrededor del frecuencia central 0.

En el segundo paso, la señal se modula a frecuencias más altas para su transmisión por aire.

La secuencia de datos binarios se coloca en la distribución de bits donde cada bit se asigna a una subportadora. Esta función es muy específica del sistema que utiliza OFDM.

En EUTRAN, por ejemplo, el planificador tiene una gran influencia en este paso. Para cada subportadora, un asignador de modulación toma una cantidad de bits del flujo asignado y los asigna a un único símbolo de datos de valor complejo.

La cantidad de bits que se asignarán en un período de símbolo depende del esquema de modulación seleccionado (por ejemplo, 1 bit de OOK, BPSK; 2 bits para QPSK, 4 bits para 16QAM y 6 bits para 64QAM).

Tenga en cuenta que cada subportadora puede utilizar un esquema de modulación diferente al mismo tiempo. Luego, los símbolos de datos de valores complejos de los mapeadores de modulación se interpretan como una señal en el dominio de la frecuencia durante un período de símbolo.

Se introducen en el algoritmo IFFT que transforma el vector del dominio de la frecuencia en la secuencia de tiempo correspondiente. El número de símbolos de tiempo (también complejos, por supuesto) suele ser igual al número de portadoras.

Tenga en cuenta también que algunas subportadoras antes de que comience el paso IFFT pueden insertarse sin símbolo de datos (las llamadas subportadoras virtuales). Generalmente se utilizan como bandas de guarda para proteger contra interferencias de sistemas de radio adyacentes.

La secuencia de tiempo de muestras de valores complejos se lleva a continuación al generador de símbolos OFDM, que inserta un prefijo cíclico y, si es necesario, un sufijo cíclico.

Esto se hace simplemente tomando algunos bits del final del símbolo y colocándolos como prefijo cíclico delante del símbolo. Similar es el mecanismo para los sufijos cíclicos. Este paso equivale a la inserción de un prefijo y un sufijo cíclicos para cada subportadora, pero requiere un menor número de operaciones aritméticas. Opcionalmente, una unidad de conversión ascendente puede aumentar la frecuencia de muestreo ahora antes de pasar al DAC. La conversión ascendente se puede utilizar para reducir la cantidad de hardware necesario para el filtro antialiasing después del DAC, que traduce la señal a una forma de onda analógica de modo que los valores de muestreo digital anteriores correspondan al voltaje o la corriente posteriores.

Debido a que un DAC genera una señal que contiene el espectro original nuevamente en versiones reflejadas en bandas más altas, se requiere un filtro de paso bajo (filtro antialiasing) para suprimir el espectro no deseado. El último paso es modular la señal en la portadora de radio.

Esto se hace usando un modulador I/Q clásico donde la parte real de las muestras complejas va al coseno y la parte imaginaria de las muestras complejas va al seno de la frecuencia portadora. . Luego enviamos la señal a algún filtro espectral (para suprimir las emisiones fuera de banda) y al amplificador de RF.

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