Як демодулювати сигнал OFDM


11

Я дивлюсь на розшифровку сигналу OFDM, який складається з 6 носіїв (або тонів), які модулюються BPSK, і пілотного тону, який сприяє налаштуванню. Це перший раз, коли я працював з OFDM, тому мені потрібно знати, чи правильно підходити до цього.

Те, як я думаю про його розшифровку, - це використовувати пілот-тон для калібрування (оскільки приймач може бути трохи заглушений), а потім мати шість діапазонів пропускних частот, щоб відокремити кожен носій, який потім демодульовано звичайним способом. Хтось може побачити з цим якісь проблеми? або ви можете запропонувати кращий спосіб зробити це.


2
Ви впевнені, що несучі модульовані BPSK? QPSK або QAM можуть бути використані. Крім того, OFDM демодуляція зазвичай більше, ніж просто демодуляція BPSK у шести паралельних каналах, і вам може знадобитися турбуватися про такі речі, як циклічний префікс тощо. Я пропоную прочитати спочатку читання, а не намагатися крилати його на основі того, що ви знати про модуляцію BPSK.
Діліп Сарват

Ви можете спробувати цей gaussianwaves.com/2010/10 / ...

Відповіді:


10

Однією з приємних особливостей OFDM є те, що він дозволяє дуже простою структурою для модулятора і демодулятора: заданий набір символів (загалом складнозначних, взятих із сузір'я сигналів, таких як BPSK, QPSK або QAM), відображати на кожен носій, модулятор може бути реалізований за допомогою зворотного дискретного перетворення Фур'є , як правило, реалізованого з використанням FFT . Кожен набір символів (по одному на носія) перетворюється, отримуючи символ OFDM , який потім направляється на канал. Довжина DFT, як правило, вибирається більшою, ніж кількість бажаних носіїв, щоб дозволити деяку "охоронну смугу" поблизу швидкості системи Nyquist.

На додаток до вищезазначеної структури на основі DFT, більшість систем OFDM також містить циклічний префікс , який дозволяє просту реалізацію еквалайзера в частотній області. Вирівнювання може забезпечити покращену продуктивність зв'язку в багатосторонніх середовищах (наприклад, безліч сценаріїв бездротового зв'язку). Він також може бути використаний для сприяння синхронізації, як описано нижче.

Проста структура переноситься на приймач; Форма хвилі OFDM може бути демодульована, використовуючи зворотне перетворення, яке використовується в передавачі, даючи вихідні значення символу. Зворотний до зворотного DFT, що використовується в передавачі, є "регулярним" (вперед) DFT. Таким чином, ви часто будете бачити приймачі OFDM, схвалені блоком "FFT" на передньому кінці. Вихід перетворення містить значення символів, відображені на кожному з носіїв, включаючи всі невикористані, які складають охоронну смугу. Демодулятор вириває (складнозначні) амплітуди кожного з зацікавлених носіїв і передає їх будь-якій подальшій логіці декодування (вирівнювання, як описано вище, декодування каналу, відображення на біти тощо).

Однак, як правило, відповідь не настільки проста; вище пояснення оглядає деякі важливі питання, які необхідно вирішити для практичної системи:

  • Синхронізація часу: Коли ви насправді замислюєтеся над тим, як би побудувати приймач OFDM, однією з перших проблем, з якою ви зіткнетеся, є те, як вирівняти кадр FFT приймача з потоком вхідних зразків. Для належного узгодження роботи FFT приймача з відповідним часовим періодом у спостережуваному потоці вибірки потрібна синхронізація з тимчасовим символом сигналу OFDM.

    Це можна реалізувати, використовуючи підхід на основі кореляції. Як було сказано раніше, більшість форм сигналів OFDM включають циклічний префікс, який є схемою насильницького додавання деякої кругової періодичності до переданої форми хвилі. Це можна використати на приймачі для отримання часу синхронізації; детектор синхронізації просто обчислює ковзаючу автокореляцію спостережуваного потоку символів, використовуючи відставання, співмірне з відомим періодом між переданим сигналом та його циклічною копією. Величина результату досягне максимуму в той момент, який відповідає початку кожного символу OFDM.

  • Частотна синхронізація:Тонка частотна синхронізація також є ключовим для надійного прийому OFDM, оскільки помилка частоти викликає перешкоди між несучими. Виправлення похибки частоти також може бути оцінено за допомогою виходу корелятора синхронізатора синхронізації. Як було сказано раніше, автокореляція спостережуваного потоку при відставанні, рівній затримці циклічного префікса, має велику величину на початку кожного символу OFDM. Фаза виходу корелятора забезпечує вимірювання кількості фазового дрейфу протягом кожного часу символу. Ця міра "фазового дрейфу за одиницю часу" може бути замінена як міра "частотного дрейфу". Якщо приймач може сміливо вважати, що похибка частоти є постійною протягом часу символу (що розумно для багатьох випадків), то об'ємне зміщення частоти можна усунути перед обчисленням DFT.

Можливо, виникне ще більше проблем для вирішення кожного з ваших операторів, залежно від модуляції, що використовується на кожному. Для простого випадку BPSK вам може знадобитися також потурбуватися про фазову синхронізацію, якщо ви хочете узгоджений приймач. Однак синхронізація синхронізації та частоти є ключовими деталями впровадження, які, здавалося б, перекриваються під час обговорення структур приймачів OFDM.


Все це весело і весело, доки ми не представимо доплер ... :-P
Spacey

Зсув доплерів (як і всі інші джерела зміщення частоти) - це те, про що я говорю в пулці "Синхронізація частоти" вище. Є дуже мало випадків, коли у вас є розкіш не використовувати компенсацію частоти в приймачі. Те, як ви атакуєте проблему, може відрізнятися залежно від ваших вимог та топології вашої системи, але проблема все ще існує.
Джейсон R

Я це бачив, але наголошую, що на основі численної літератури, яку я прочитав, здається, що поширення доплерівського типу є враженням OFDM, тим більше, ніж типові частотні зсуви на основі годин. Чому це я не знаю.
Спейсі

Я б очікував, що кут складної величини автокореляційного піку може бути використаний лише для тонкої настройки синхронізації частоти. А як щодо великих змін? Яка найкраща практика в цьому плані? Ізольовані пілотні тони? Дякую за чудову відповідь!
sellibitze

3

Зазвичай OFDM демодулюється за допомогою FFT. Але якщо у вас є дуже мала кількість носіїв, можливо, ви зможете використовувати невелику кількість ортогональних квадратурних демодуляторів (1-бінний DFT або фільтри Ґерцеля зі складним виходом), залежно від кількості носіїв проти log (n) довжина кожного кадру DFT (кожен кадр довжини, де частота всіх носіїв ортогональна один одному та пілотним).

Вам також знадобиться знайти спосіб синхронізації кадрів декодування, щоб вони не перетинали часи переходу кадрів кодування (ані поблизу самого початку кожного переходу, де більш ймовірні проблеми з багатоканальним контуром).

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.