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Implementação OFDM em detalhes

Um transmissor OFDM típico é mostrado na figura a seguir. Para reduzir a quantidade de hardware de RF necessária para OFDM, o processo de modulação é dividido em duas partes.

Uma primeira parte usa a transformada discreta inversa de Fourier (IDFT) ou uma de suas implementações mais eficientes, mas equivalentes, conhecida como Transformada Rápida Inversa de Fourier para modular todas as subportadoras OFDM na banda base em torno do frequência central 0.

Na segunda etapa, o sinal é então modulado para frequências mais altas para transmissão pelo ar.

A sequência de dados binários é colocada na distribuição de bits onde cada bit é atribuído a uma subportadora. Esta função é altamente específica para o sistema que utiliza OFDM.

No EUTRAN, por exemplo, o escalonador tem grande influência nesta etapa. Para cada subportadora, um mapeador de modulação pega um número de bits do fluxo atribuído e os mapeia para um único símbolo de dados com valor complexo.

Quantos bits serão mapeados em um período de símbolo depende do esquema de modulação selecionado (por exemplo, 1 bit de OOK, BPSK; 2 bits para QPSK, 4 bits para 16QAM e 6 bits para 64QAM).

Observe que cada subportadora pode usar um esquema de modulação diferente ao mesmo tempo. Em seguida, os símbolos de dados com valores complexos dos mapeadores de modulação são interpretados como sinais no domínio da frequência para um período de símbolo.

Eles são alimentados no algoritmo IFFT que transforma o vetor do domínio da frequência na sequência de tempo correspondente. O número de símbolos de tempo (também complexos, é claro) é normalmente igual ao número de portadoras.

Observe também que algumas subportadoras antes do início da etapa IFFT podem ser inseridas sem símbolo de dados (as chamadas subportadoras virtuais). Eles geralmente são usados ​​como faixas de proteção para proteger contra interferência de sistemas de rádio adjacentes.

A sequência temporal de amostras com valores complexos é em seguida trazida para o gerador de símbolos OFDM, que insere o prefixo cíclico e, se necessário, o sufixo cíclico.

Isso é feito simplesmente pegando alguns bits do final do símbolo e colocando-os como prefixo cíclico na frente do símbolo. Semelhante é o mecanismo para sufixos cíclicos. Esta etapa equivale à inserção de prefixo e sufixo cíclicos para cada subportadora, mas requer menor número de operações aritméticas. Opcionalmente, uma unidade de conversão ascendente pode aumentar a taxa de amostragem agora, antes de irmos para o DAC. A conversão ascendente pode ser usada para reduzir a quantidade de hardware necessária para o filtro anti-aliasing após o DAC, que traduz o sinal em uma forma de onda analógica, de modo que os valores de amostragem digital anteriores correspondam à tensão ou corrente posterior.

Como um DAC gera um sinal que contém o espectro original novamente em versões espelhadas em bandas mais altas, um filtro passa-baixo (filtro anti-aliasing) é necessário para suprimir o espectro indesejado. A última etapa é modular o sinal na portadora de rádio.

Isso é feito usando um modulador I/Q clássico onde a parte real das amostras complexas vai para o cosseno e a parte imaginária das amostras complexas vai para o seno da frequência portadora . Em seguida, alimentamos o sinal em algum filtro espectral (para suprimir emissões fora de banda) e no amplificador de RF.

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