OFDM передатчик, принцип работы

[Kostochkin 0]

Здравствуйте.

Я новичок в теме ЦОС. Но мне интересна данная тема.

Хотел бы спросить знающих людей по поводу работы передатчика OFDM, без использования блоков коррекции ошибок.

Передатчик состоит из модуля serial-to-parallel, допустим 16QAM, IFFT, допустим на 64 точки, DDS, два умножителя и сумматор.

Преобразуем 1битный поток в 4битный поток с частотой в 4 раза ниже.

16QAM согласно сигнальному созвездию преобразует 4бита в пару числел I, Q значения которых могут быть: -3/-1/1/3.

Далее накапливаем 64 пары чисел I, Q и подаём их на модуль IFFT и на выходе тоже имеем 64 пары чисел I, Q.

Теперь последовательно одно за другим эти пары чисел умножаем на сгенерированный в DDS синус и косинус.

Частота sin и cos должна быть намного ниже, чем частота битового потока на входе в передатчик (эта частота рассчитывается).

На выходе имеем последовательно 64 значения (Q*sin + I*cos).

Так же нужен защитный интервал перед каждым символом, длиной 1/8 или 1/16 от длины символа. Это конец каждого символа, например 1/8 от длины, копируется и вставляется в начало символа.

В приёмнике защитный интервал отбрасывается.

Если что не правильно, прошу поправить.

 

Вопрос такой, а какие поворачивающие коэффициенты надо брать для блока IFFT?

И какой размерности числа I, Q надо подавать на модуль IFFT?

Надо ли перед подачей чисел I, Q на модуль IFFT умножать их на коэффициент для 16QAM c = (1/√ 10)?

Благодарю.

 

 

[Grizzly 0]

38 минут назад, Kostochkin сказал:

Теперь последовательно одно за другим эти пары чисел умножаем на сгенерированный в DDS синус и косинус.

Частота sin и cos должна быть намного ниже, чем частота битового потока на входе в передатчик (эта частота рассчитывается).

На выходе имеем последовательно 64 значения (Q*sin + I*cos).

Это лишнее.

38 минут назад, Kostochkin сказал:

Вопрос такой, а какие поворачивающие коэффициенты надо брать для блока IFFT?

Рассчитываются в виде матрицы FFT: https://www.mathworks.com/help/signal/ref/dftmtx.html

Для iift там же есть формула с комплексным сопряжением и нормированием.

41 минуту назад, Kostochkin сказал:

И какой размерности числа I, Q надо подавать на модуль IFFT?

Все зависит от того, какая у вас реализация. Например, на DSP типичная разрядность 16 бит. Для QAM-16 должно хватить и 8 бит.

44 минуты назад, Kostochkin сказал:

Надо ли перед подачей чисел I, Q на модуль IFFT умножать их на коэффициент для 16QAM c = (1/√ 10)?

Вовсе не обязательно. Для реализации проще, если у вас будет целочисленная сетка.

46 минут назад, Kostochkin сказал:

длиной 1/8 или 1/16

Могут быть и другие значения. Длина определяется характеристикой канала, для которого создаётся система связи.

[Kostochkin 0]

8 hours ago, Grizzly said:

Это лишнее.

Рассчитываются в виде матрицы FFT: https://www.mathworks.com/help/signal/ref/dftmtx.html

Для iift там же есть формула с комплексным сопряжением и нормированием.

Все зависит от того, какая у вас реализация. Например, на DSP типичная разрядность 16 бит. Для QAM-16 должно хватить и 8 бит.

Вовсе не обязательно. Для реализации проще, если у вас будет целочисленная сетка.

Могут быть и другие значения. Длина определяется характеристикой канала, для которого создаётся система связи.

Благодарю.

А почему часть DDS лишняя? Выполняется в аналоговом тракте?

И всё же хочу еще спросить.

Длина одно символа равна целому числу периодов синусоиды или косинусоиды. А какое число периодов лучше брать за один символ? 1?

 

[Grizzly 0]

А зачем требуется DDS? Вы формируете видеосигнал в цифре, а перенос на несущую будет, как вы правильно сказали, в аналоге.

Длина OFDM символа никак не связана с периодом несущей.

[Kostochkin 0]

2 hours ago, Grizzly said:

А зачем требуется DDS? Вы формируете видеосигнал в цифре, а перенос на несущую будет, как вы правильно сказали, в аналоге.

Длина OFDM символа никак не связана с периодом несущей.

Хорошо, если у меня битовый поток на входе с частотой 1МГц, 64 выборки, значит длина символа равна 64 мкс?

Какая тогда будет частота несущего колебания? как ее подобрать или рассчитать?

[quato_a 0]

41 minutes ago, Kostochkin said:

Хорошо, если у меня битовый поток на входе с частотой 1МГц, 64 выборки, значит длина символа равна 64 мкс?

Да, в этом случае 1 МГц - это частота дискретизации (fs).

43 minutes ago, Kostochkin said:

Какая тогда будет частота несущего колебания? как ее подобрать или рассчитать?

Тут формируется так называемый baseband сигнал в рамках ограничения частоты дискретизации от -fs/2 до +fs/2. Формируемый сигнал никак не связан с частотой несущей. На несущую переносится сигнал уже после ЦАП посредством модулятора/смесителя.

Если вы спрашиваете про колебания сигнала поднесущих OFDM, то их частоты зависят от порядкового номера поднесущей в частотной сетке IFFT. Если fs = 1 МГц, а IFFT размером в 64, то шаг сетки частот поднесущих равен dF = 1 МГц / 64 = 15,625 кГц. То есть

0-я поднесущая имеет частоту DC - 0 Гц,

1-я - 15,625 кГц,

2-я - 31,25 кГц,

...

63-я - 984,375 кГц.

[Kostochkin 0]

Благодарю всех за ответы.

[dragonfly 0]

On 3/23/2021 at 12:56 PM, Kostochkin said:

Хорошо, если у меня битовый поток на входе с частотой 1МГц, 64 выборки, значит длина символа равна 64 мкс?

в 4 раза больше в Вашем случае (т.к. QAM16)

+ циклический префикс/суффикс