Szczegółowa implementacja OFDM

Typowy nadajnik OFDM pokazano na poniższym rysunku. Aby zmniejszyć ilość sprzętu RF wymaganego dla OFDM, proces modulacji podzielono na dwie części.

Pierwsza część wykorzystuje odwrotną dyskretną transformatę Fouriera (IDFT) lub jedną z jej bardziej wydajnych, ale równoważnych implementacji, znaną jako odwrotna szybka transformata Fouriera, do modulowania wszystkich podnośnych OFDM w paśmie podstawowym wokół częstotliwości środkowej 0.

W drugim etapie sygnał jest następnie modulowany do wyższych częstotliwości w celu transmisji drogą radiową.

Binarna sekwencja danych jest umieszczana w dystrybucji bitów, w której każdy bit jest przypisany do podnośnej. Ta funkcja jest wysoce specyficzna dla systemu korzystającego z OFDM.

Na przykład w EUTRAN program planujący ma duży wpływ na ten krok. Dla każdej podnośnej moduł odwzorowujący modulację pobiera pewną liczbę bitów z przypisanego strumienia i odwzorowuje je na pojedynczy symbol danych o wartościach zespolonych.

To, ile bitów zostanie odwzorowanych w jednym okresie symbolu, zależy od wybranego schematu modulacji (np. 1 bit OOK, BPSK; 2 bity dla QPSK, 4 bity dla 16QAM i 6 bitów dla 64QAM).

Należy zauważyć, że każda podnośna może jednocześnie używać innego schematu modulacji. Następnie symbole danych o wartościach zespolonych z elementów odwzorowujących modulację są interpretowane jako sygnał w dziedzinie częstotliwości przez jeden okres symbolu.

Są one wprowadzane do algorytmu IFFT, który przekształca wektor w dziedzinie częstotliwości na odpowiednią sekwencję czasową. Liczba symboli czasu (oczywiście również złożonych) jest zazwyczaj równa liczbie nośnych.

Należy również zauważyć, że niektóre podnośne przed rozpoczęciem etapu IFFT mogą zostać wstawione bez symbolu danych (tzw. podnośne wirtualne). Są one zwykle używane jako pasma ochronne w celu ochrony przed zakłóceniami sąsiednich systemów radiowych.

Sekwencja czasowa próbek o wartościach zespolonych jest następnie wprowadzana do generatora symboli OFDM, który wstawia cykliczny prefiks i, jeśli to konieczne, cykliczny sufiks.

Odbywa się to po prostu poprzez pobranie kilku bitów z końca symbolu i umieszczenie ich jako cyklicznego przedrostka przed symbolem. Podobny jest mechanizm przyrostków cyklicznych. Ten krok jest równoważny wstawieniu cyklicznego przedrostka i przyrostka dla każdej podnośnej, ale wymaga mniejszej liczby operacji arytmetycznych. Opcjonalnie moduł konwersji w górę może zwiększyć częstotliwość próbkowania, zanim przejdziemy do przetwornika cyfrowo-analogowego. Konwersję w górę można zastosować w celu zmniejszenia ilości sprzętu wymaganego dla filtra antyaliasingowego za przetwornikiem cyfrowo-analogowym, który przekształca sygnał na przebieg analogowy w taki sposób, że cyfrowe wartości próbkowania wcześniej odpowiadały napięciu lub prądowi później.

Ponieważ przetwornik cyfrowo-analogowy generuje sygnał, który ponownie zawiera oryginalne widmo w lustrzanych wersjach w wyższych pasmach, wymagany jest filtr dolnoprzepustowy (filtr antyaliasingowy), aby stłumić niepożądane widmo. Ostatnim krokiem jest modulowanie sygnału na nośną radiową.

Odbywa się to za pomocą klasycznego modulatora I/Q, w którym część rzeczywista złożonych próbek przechodzi do cosinusa, a część urojona złożonych próbek do sinusa częstotliwości nośnej. Następnie podaliśmy sygnał do jakiegoś filtra widmowego (aby stłumić emisję pozapasmową) i do wzmacniacza RF.

Recent Updates

Related Posts