Patrzę na dekodowanie sygnału OFDM, który składa się z 6 nośnych (lub tonów), które są modulowane BPSK i tonu pilotowego, który pomaga w strojeniu. Po raz pierwszy współpracuję z OFDM, więc muszę wiedzieć, czy podchodzę do tego we właściwy sposób.
Sposób, w jaki myślę o dekodowaniu, polega na użyciu tonu pilota do kalibracji (ponieważ odbiornik może być nieco mylony), a następnie na sześciu filtrach pasmowych w celu oddzielenia każdej nośnej, która następnie jest demodulowana w zwykły sposób. Czy ktoś może zobaczyć z tym jakieś problemy? czy możesz zasugerować lepszy sposób na zrobienie tego.
ofdm
demodulation
IanW
źródło
źródło
Odpowiedzi:
Jedną z fajnych cech OFDM jest to, że pozwala na bardzo prostą strukturę modulatora i demodulatora: biorąc pod uwagę zestaw symboli (ogólnie o wartościach zespolonych, wzięty z konstelacji sygnału, takiej jak BPSK, QPSK lub QAM), do mapowania na dla każdej nośnej modulator może być zaimplementowany z wykorzystaniem odwrotnej dyskretnej transformaty Fouriera , zwykle implementowanej za pomocą FFT . Każdy zestaw symboli (jeden na nośną) jest przekształcany w celu uzyskania symbolu OFDM , który jest następnie wysyłany do kanału. Długość DFT będzie zazwyczaj wybierana tak, aby była większa niż liczba pożądanych nośników, aby umożliwić pewne „pasmo ochronne” w pobliżu systemowej stopy Nyquista.
Oprócz powyższej struktury opartej na DFT, większość systemów OFDM zawiera także cykliczny prefiks , który pozwala na prostą implementację korektora w dziedzinie częstotliwości. Wyrównanie może zapewnić lepszą wydajność łącza w środowiskach wielościeżkowych (np. W wielu scenariuszach komunikacji bezprzewodowej). Można go również użyć do pomocy w synchronizacji, jak opisano poniżej.
Prosta konstrukcja przenosi się do odbiornika; kształt fali OFDM może być demodulowany przy użyciu odwrotnej transformacji do tej stosowanej w nadajniku, uzyskując oryginalne wartości symboli. Odwrotna do odwrotnej DFT zastosowana w nadajniku jest „zwykłą” (do przodu) DFT. Dlatego często zobaczysz odbiorniki OFDM na schemacie z blokiem „FFT” z przodu. Dane wyjściowe transformacji zawierają wartości symboli odwzorowane na każdym z nośnych, w tym na wszystkie nieużywane, które tworzą pasmo ochronne. Demodulator wyłapuje (o wartościach zespolonych) amplitudy każdego z interesujących nośnych i przekazuje je do dowolnej dalszej logiki dekodowania (korekcja jak opisano powyżej, dekodowanie kanału, mapowanie na bity itp.).
Jak zwykle jednak odpowiedź nie jest taka prosta; powyższe wyjaśnienie pomija niektóre ważne kwestie, które należy rozwiązać, aby uzyskać praktyczny system:
Synchronizacja taktowania: Kiedy naprawdę zastanawiasz się, jak zbudować odbiornik OFDM, jednym z pierwszych problemów, na które napotkasz, jest wyrównanie ramki FFT odbiornika ze strumieniem przychodzących próbek. Synchronizacja z taktowaniem symbolu sygnału OFDM jest wymagana, aby właściwie wyrównać działanie FFT odbiornika z odpowiednim przedziałem czasowym w obserwowanym strumieniu próbki.
Można to zaimplementować, stosując podejście oparte na korelacji. Jak stwierdzono wcześniej, większość kształtów fali OFDM zawiera cykliczny prefiks, który jest schematem wymuszonego dodawania pewnej okresowości kołowej do transmitowanego kształtu fali. Można to wykorzystać w odbiorniku, aby uzyskać synchronizację symboli; detektor taktowania po prostu oblicza przesuwną autokorelację obserwowanego strumienia symboli, stosując opóźnienie proporcjonalne do znanego okresu między transmitowanym sygnałem a jego cykliczną kopią. Wielkość wyniku osiągnie w tej chwili szczyt, który odpowiada początkowi każdego symbolu OFDM.
Synchronizacja częstotliwości:Dokładna synchronizacja częstotliwości jest również kluczem do niezawodnego odbioru OFDM, ponieważ błąd częstotliwości powoduje zakłócenia między nośnikami. Korekcję błędu częstotliwości można również oszacować za pomocą wyjścia korelatora synchronizatora czasowego. Jak stwierdzono wcześniej, autokorelacja obserwowanego strumienia przy opóźnieniu równym cyklicznemu opóźnieniu prefiksu ma dużą wielkość na początku każdego symbolu OFDM. Faza wyjściowa korelatora zapewnia miarę przesunięcia fazowego w czasie każdego symbolu. Ta miara „dryfu fazowego na jednostkę czasu” może być przekształcona zamiast tego jako miara „dryfu częstotliwości”. Jeśli odbiornik może bezpiecznie założyć, że błąd częstotliwości jest stały w czasie trwania symbolu (co jest uzasadnione w wielu przypadkach), wówczas masowe przesunięcie częstotliwości można usunąć przed obliczeniem DFT.
Może być jeszcze więcej problemów do rozwiązania dla każdego z Twoich przewoźników, w zależności od zastosowanej modulacji na każdym z nich. W przypadku prostego przypadku BPSK może być również konieczne zmartwienie synchronizacji faz, jeśli chcesz mieć spójny odbiornik. Jednak synchronizacja taktowania i częstotliwości są kluczowymi szczegółami implementacji, które często wydawały się przesadzone w dyskusji na temat struktur odbiorników OFDM.
źródło
Normalnie OFDM jest demodulowany za pomocą FFT. Ale jeśli masz bardzo małą liczbę nośników, możesz być w stanie użyć niewielkiej liczby ortogonalnych demodulatorów kwadraturowych (1-bin DFT lub filtry Goertzela o złożonym wyjściu), w zależności od liczby nośnych w zależności od log (n) długość każdej ramki DFT (każda ramka o długości, w której częstotliwość wszystkich nośnych jest ortogonalna względem siebie i pilota).
Będziesz także musiał znaleźć sposób na synchronizację ramek dekodujących, aby nie przekraczały czasów przejścia ramek kodujących (ani blisko samego początku każdego przejścia, gdzie bardziej prawdopodobne są problemy z wieloma ścieżkami).
źródło