OFDM-implementatie in detail

Een typische OFDM-zender wordt weergegeven in de volgende afbeelding. Om de hoeveelheid RF-hardware die nodig is voor OFDM te verminderen, wordt het modulatieproces in twee delen opgesplitst.

Een eerste deel maakt gebruik van de inverse discrete Fourier-transformatie (IDFT) of een van de efficiëntere maar gelijkwaardige implementaties ervan, bekend als Inverse Fast Fourier Transform, om alle OFDM-subdraaggolven in de basisband rond de middenfrequentie 0 te moduleren.

In de tweede stap wordt het signaal vervolgens gemoduleerd naar hogere frequenties voor verzending via de lucht.

De binaire gegevensreeks wordt in de bitdistributie geplaatst, waarbij elke bit wordt toegewezen aan een subdraaggolf. Deze functie is zeer specifiek voor het systeem dat OFDM gebruikt.

In EUTRAN heeft de planner bijvoorbeeld grote invloed op deze stap. Voor elke subdraaggolf neemt een modulatiemapper een aantal bits uit de toegewezen stroom en beeldt deze af op een enkel complex gewaardeerd datasymbool.

Hoeveel bits er in één symboolperiode in kaart worden gebracht, hangt af van het geselecteerde modulatieschema (bijvoorbeeld 1 bit van OOK, BPSK; 2 bits voor QPSK, 4 bits voor 16QAM en 6 bits voor 64QAM).

Merk op dat elke subdraaggolf tegelijkertijd een ander modulatieschema kan gebruiken. Vervolgens worden de complex gewaardeerde datasymbolen van de modulatiemappers geïnterpreteerd als frequentiedomeinsignaal voor één symboolperiode.

Ze worden ingevoerd in het IFFT-algoritme dat de frequentiedomeinvector omzet in de overeenkomstige tijdreeks. Het aantal tijdsymbolen (ook complex natuurlijk) is doorgaans gelijk aan het aantal dragers.

Merk ook op dat sommige subdraaggolven voordat de IFFT-stap begint, mogelijk worden ingevoegd zonder gegevenssymbool (zogenaamde virtuele subdraaggolven). Ze worden meestal gebruikt als beschermbanden om te beschermen tegen interferentie van aangrenzende radiosystemen.

De tijdreeks van monsters met complexe waarden wordt vervolgens naar de OFDM-symboolgenerator gebracht, die een cyclisch voorvoegsel en indien nodig een cyclisch achtervoegsel invoegt.

Dit wordt eenvoudigweg gedaan door enkele bits van het einde van het symbool te nemen en deze als cyclisch voorvoegsel voor het symbool te plaatsen. Hetzelfde geldt voor het mechanisme voor cyclische achtervoegsels. Deze stap is equivalent aan het invoegen van een cyclisch voor- en achtervoegsel voor elke hulpdraaggolf, maar vereist een lager aantal rekenkundige bewerkingen. Optioneel kan een up-conversie-eenheid de bemonsteringssnelheid nu verhogen voordat we naar de DAC gaan. De opwaartse conversie kan worden gebruikt om de hoeveelheid hardware te verminderen die nodig is voor het anti-aliasingfilter na de DAC, dat het signaal vertaalt in een analoge golfvorm, zodat de digitale bemonsteringswaarden ervoor overeenkomen met de spanning of stroom daarna.

Omdat een DAC een signaal genereert dat het originele spectrum weer bevat in gespiegelde versies in hogere banden, is een laagdoorlaatfilter (anti-aliasing filter) nodig om het ongewenste spectrum te onderdrukken. De laatste stap is het moduleren van het signaal op de radiodrager.

Dit wordt gedaan met behulp van een klassieke I/Q-modulator waarbij het reële deel van de complexe samples naar de cosinus gaat en het imaginaire deel van de complexe samples naar de sinus van de draaggolffrequentie. Vervolgens hebben we het signaal naar een spectraal filter gevoerd (om emissies buiten de band te onderdrukken) en naar de RF-versterker.

Recent Updates

Related Posts