Récepteur OFDM et comment ça marche pour LTE ?

Le récepteur est, comme dans tout autre système radio, la partie la plus compliquée. Dans les systèmes radio et bien sûr aussi dans l’OFDM, il y a deux points particuliers auxquels le récepteur doit prêter attention : la synchronisation temps/phase et fréquence. Les deux sont cruciaux pour les performances du récepteur. Un récepteur reçoit son entrée de l’antenne (ou des antennes) et de l’amplificateur à faible bruit connecté.

Un passe-bande supprime les signaux hors du spectre. Le démodulateur reconvertit le signal en bande de base et récupère ainsi le signal de données à valeur complexe. A cette étape, nous avons la représentation dans le domaine temporel du signal. Le signal temporel est maintenant transmis au De-rotator qui applique à chaque échantillon temporel un déphasage pour compenser les dérives de fréquence et les déphasages globaux. Une unité spéciale dans le récepteur est chargée de déterminer et de suivre les dérives de fréquence et de phase et de calculer la valeur de correction associée pour chaque échantillon.

Il s’agit d’une tâche assez critique, car les erreurs commises ici s’appliquent comme un bruit supplémentaire (intrinsèque au récepteur) à tous les symboles de données. L’unité de synchronisation de fréquence et de temps utilise généralement comme entrée l’autocorrélation de la séquence temporelle d’entrée (en particulier le préfixe cyclique) et le symbole de référence (ou pilote) entrelacé avec les données à des positions prédéfinies. Le signal corrigé est maintenant introduit dans la transformée de Fourier rapide (FFT) qui implémente un algorithme rapide et efficace pour la transformée de Fourier discrète afin de ramener le signal dans la représentation du domaine fréquentiel.

En d’autres termes, la FFT décode les symboles de données à valeurs complexes pour chaque sous-porteuse. Bien entendu, avant que la FFT ne soit appliquée, le préfixe cyclique doit être supprimé. Les symboles de données de sous-porteuse récupérés ne sont pas encore utiles, car il peut y avoir encore une distorsion due aux déphasages et à la propagation du canal (propagation multi-trajets). L’étape suivante consiste donc à corriger les données en fonction de la réponse connue du canal.

L’estimation du canal utilise les signaux pilotes et de référence qui sont entrelacés avec les données normales à des positions prédéfinies pour estimer et corriger de manière permanente les informations sur l’état du canal. Un avantage de la représentation du domaine fréquentiel est qu’une distorsion provenant de la propagation du canal et du décalage temporel sont des facteurs de correction simples de premier ordre pour chaque sous-porteuse, de sorte qu’aucun filtrage complexe n’est requis ici.

Après avoir corrigé nos symboles de données pour chaque sous-porteuse, le démappage des symboles peut avoir lieu. Ici, nous récupérons la séquence de bits d’origine soit sous forme de bits à décision ferme, soit sous forme de bits à décision souple. (Les bits logiciels présentent certains avantages dans le traitement ultérieur, notamment dans le décodage du canal.)

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