Bir OFDM sinyali nasıl demodüle edilir


11

BPSK modüle edilmiş 6 taşıyıcı (veya ton) ve ayarlamaya yardımcı olan bir pilot tondan oluşan bir OFDM sinyalinin kodunu çözmeye bakıyorum. Bu OFDM ile ilk kez çalıştığım için buna doğru şekilde yaklaşıp yaklaşmadığımı bilmem gerekiyor.

Kod çözmeyi düşündüğüm yol, kalibre etmek için pilot tonu kullanmaktır (alıcı biraz yanlış basılabilir), daha sonra her bir taşıyıcıyı ayırmak için altı bant geçiren filtreye sahip olmaktır, bu da daha sonra olağan şekilde demodüle edilir. Bununla ilgili herhangi bir sorun gören var mı? ya da bunu yapmanın daha iyi bir yolunu önerebilir misiniz?


2
Taşıyıcıların BPSK modülasyonlu olduğundan emin misiniz? QPSK veya QAM kullanımda olabilir. Ayrıca, OFDM demodülasyonunda altı paralel kanalda sadece BPSK'nin demodülasyonundan daha fazlası vardır ve ayrıca döngüsel önek vb. Şeyler hakkında endişelenmeniz gerekebilir. BPSK modülasyonu hakkında bilgi sahibi olur.
Dilip Sarwate

Yanıtlar:


10

OFDM'nin güzel özelliklerinden biri , modülatör ve demodülatör için çok basit bir yapıya izin vermesidir: her taşıyıcı, modülatör , tipik olarak bir FFT kullanılarak uygulanan bir ters ayrık Fourier dönüşümü kullanılarak uygulanabilir . Her sembol seti (taşıyıcı başına bir tane) dönüştürülerek OFDM sembolü elde edilir ve bu daha sonra kanala gönderilir. DFT uzunluğu tipik olarak sistem Nyquist oranının yakınında bazı "koruma bantları" na izin vermek için istenen taşıyıcıların sayısından daha büyük olacak şekilde seçilecektir.

Yukarıdaki DFT tabanlı yapıya ek olarak, çoğu OFDM sistemi aynı zamanda frekans alanında bir ekolayzerin basit bir şekilde uygulanmasına izin veren döngüsel bir önek içerir. Dengeleme, çok yollu ortamlarda gelişmiş bağlantı performansı sağlayabilir (örneğin, birçok kablosuz iletişim senaryosu). Ayrıca aşağıda açıklandığı gibi senkronizasyona yardımcı olmak için de kullanılabilir.

Basit yapı alıcıya taşır; bir OFDM dalga formu vericide kullanılan ters dönüşüm kullanılarak demodüle edilebilir ve orijinal sembol değerleri elde edilebilir. Vericide kullanılan ters DFT'nin tersi "normal" (ileri) bir DFT'dir. Böylece, sık sık OFDM alıcılarının ön uçta bir "FFT" bloğu ile diyagramlı olduğunu göreceksiniz. Dönüşümün çıktısı, koruma bandını oluşturan kullanılmamış olanlar da dahil olmak üzere taşıyıcıların her birine eşlenen sembol değerlerini içerir. Demodülatör, ilgili taşıyıcıların her birinin (kompleks değerli) genliklerini koparır ve bunları başka bir kod çözme mantığına (yukarıda açıklandığı gibi eşitleme, kanal kod çözme, bitlere eşleme, vb.) Aktarır.

Ancak her zamanki gibi, cevap o kadar basit değil; Yukarıdaki açıklama, pratik bir sistem için ele alınması gereken bazı önemli sorunlara bakmaktadır:

  • Zamanlama senkronizasyonu: Bir OFDM alıcısını nasıl oluşturacağınızı gerçekten düşündüğünüzde, karşılaşacağınız ilk problemlerden biri alıcının FFT çerçevesini gelen örneklerin akışı ile nasıl hizalayacağınızdır. Alıcının FFT işlemini gözlemlenen örnek akışındaki uygun zaman periyoduyla doğru şekilde hizalamak için OFDM sinyalinin sembol zamanlaması ile senkronizasyon gerekir.

    Bu korelasyon tabanlı bir yaklaşım kullanılarak uygulanabilir. Daha önce belirtildiği gibi, OFDM dalga formlarının çoğu, iletilen dalga formuna zorla dairesel periyodiklik ekleme şeması olan bir siklik önek içerir. Bu sembol zamanlaması elde etmek için alıcıda kullanılabilir; zamanlama detektörü, iletilen sinyal ve döngüsel kopyası arasında bilinen süreye göre bir gecikme kullanarak gözlemlenen sembol akımının kayan otokorelasyonunu hesaplar. Sonucun büyüklüğü, her bir OFDM sembolünün başlangıcına karşılık gelen anda zirveye ulaşacaktır.

  • Frekans senkronizasyonu:İnce frekans senkronizasyonu da güçlü OFDM alımının anahtarıdır, çünkü frekans hatası taşıyıcılar arası parazite neden olur. Frekans hatasının düzeltilmesi, zamanlama senkronizatörünün korelatör çıkışı kullanılarak da tahmin edilebilir. Daha önce belirtildiği gibi, gözlenen akışın döngüsel önek gecikmesine eşit bir gecikme ile otokorelasyonu, her OFDM sembolünün başlangıcında büyük bir büyüklüğe sahiptir. Korelatör çıkışının fazı, her sembol süresi boyunca faz kayması miktarının bir ölçümünü sağlar. Bu "birim zaman başına faz kayması" ölçüsü, bunun yerine "frekans kayması" ölçüsü olarak yeniden düzenlenebilir. Alıcı, frekans hatasının bir sembol süresi boyunca sabit olduğunu varsayabilirse (birçok durum için makul), DFT hesaplanmadan önce toplu frekans ofseti çıkarılabilir.

Her birinde kullanılan modülasyona bağlı olarak, taşıyıcılarınızın her biri için mücadele etmek için daha da fazla sorun olabilir. Basit BPSK durumunda, tutarlı bir alıcı istiyorsanız, faz senkronizasyonu hakkında endişelenmeniz gerekebilir. Bununla birlikte, zamanlama ve frekans senkronizasyonu, OFDM alıcı yapılarının tartışılmasında sıklıkla göz ardı edilen temel uygulama detaylarıdır.


Biz doppler tanıtmak kadar tüm eğlenceli ve züppe ... :-P
Spacey

Doppler kayması (ve diğer tüm frekans ofseti kaynakları) yukarıdaki "Frekans senkronizasyonu" madde işaretinde bahsettiğim şeydir. Bir alıcıda frekans ofsetini işlememe lüksüne sahip olduğunuz çok az durum vardır. Soruna nasıl saldırdığınız, gereksinimlerinize ve sisteminizin topolojisine bağlı olarak değişebilir, ancak sorun hala oradadır.
Jason R

Bunu gördüm, ama okuduğum birçok literatüre dayanarak, doppler yaymanın OFDM'nin düşmanı gibi göründüğüne dikkat çekiyorum. Neden bilmiyorum.
Spacey

Karmaşık değerli otomatik korelasyon pikinin açısının sadece frekans senkronizasyonunda ince ayar yapmak için kullanılabileceğini umuyorum. Daha büyük vardiyalara ne dersiniz? Bu konuda en iyi uygulama nedir? İzole pilot tonları? Harika cevap için teşekkürler!
sellibitze

3

Normalde OFDM, FFT'ler kullanılarak demodüle edilir. Ancak çok az sayıda operatörünüz varsa, taşıyıcı sayısına (log) (n) kıyasla log (n) her bir DFT çerçevesinin uzunluğu (tüm taşıyıcıların frekansının birbirine ve pilota dik olduğu bir uzunluktaki her çerçeve).

Ayrıca, kod çözme çerçevelerini, kodlama çerçeveleri geçiş sürelerini (veya çok yollu sorunların daha olası olduğu her geçişin en başlangıcına yakın) geçmeyecek şekilde senkronize etmenin bir yolunu bulmanız gerekir.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.