วิธี demodulate สัญญาณ OFDM


11

ฉันกำลังดูการถอดรหัสสัญญาณ OFDM ซึ่งประกอบด้วยผู้ให้บริการ 6 ราย (หรือโทนเสียง) ซึ่งเป็น BPSK ที่ปรับและโทนเสียงนำซึ่งช่วยปรับจูน นี่เป็นครั้งแรกที่ฉันได้ทำงานกับ OFDM ดังนั้นฉันจำเป็นต้องรู้ว่าฉันกำลังเข้าใกล้สิ่งนี้อย่างถูกต้องหรือไม่

วิธีคิดของฉันในการถอดรหัสคือใช้น้ำเสียงนักบินเพื่อปรับเทียบ (เนื่องจากผู้รับอาจจะผิดพลาดเล็กน้อย) จากนั้นมีฟิลเตอร์พาสแบนด์หกแถบเพื่อแยกแต่ละพาหะซึ่งเป็น demodulated ตามปกติ มีใครเห็นปัญหานี้บ้างไหม? หรือคุณสามารถแนะนำวิธีที่ดีกว่าในการทำสิ่งนี้


2
คุณแน่ใจหรือว่าผู้ให้บริการจะปรับ BPSK? อาจใช้ QPSK หรือ QAM นอกจากนี้โดยทั่วไปยังมี OFD demodulation มากกว่าเพียงแค่ demodulation ของ BPSK ในหกช่องสัญญาณคู่ขนานและคุณอาจต้องกังวลเกี่ยวกับสิ่งต่าง ๆ เช่นคำนำหน้าของวงจรเป็นต้นฉันขอแนะนำให้อ่านบางอย่างก่อน รู้เกี่ยวกับการปรับ BPSK
Dilip Sarwate

คุณสามารถลองใช้gaussianwaves.com

คำตอบ:


10

หนึ่งในคุณสมบัติที่ดีของOFDMคือมันช่วยให้โครงสร้างง่าย ๆ สำหรับโมดูเลเตอร์และดีโมดูเลเตอร์: ให้ชุดของสัญลักษณ์ (โดยทั่วไปมีค่าเชิงซ้อนซับซ้อนนำมาจากกลุ่มสัญญาณเช่น BPSK, QPSK หรือ QAM) เพื่อทำแผนที่ แต่ละผู้ให้บริการ, โมดูเลเตอร์ที่สามารถดำเนินการโดยใช้ผกผันเนื่องฟูเรียร์ , มักจะดำเนินการโดยใช้FFT สัญลักษณ์แต่ละชุด (หนึ่งรายการต่อผู้ให้บริการ) จะถูกแปลงเพื่อให้ได้สัญลักษณ์ OFDMซึ่งจะถูกส่งไปยังช่องสัญญาณ โดยทั่วไปความยาว DFT จะถูกเลือกให้มีขนาดใหญ่กว่าจำนวนผู้ให้บริการที่ต้องการเพื่อให้ "band band" บางส่วนใกล้กับอัตรา Nyquist ของระบบ

นอกเหนือจากโครงสร้างที่อิงกับ DFT ข้างต้นแล้วระบบ OFDM ส่วนใหญ่ยังรวมคำนำหน้าแบบวงกลมซึ่งช่วยให้สามารถปรับใช้อีควอไลเซอร์ในโดเมนความถี่ได้ง่าย การทำให้เท่าเทียมกันสามารถให้ประสิทธิภาพการเชื่อมโยงที่ดีขึ้นในสภาพแวดล้อมแบบหลายเส้นทาง (เช่นสถานการณ์การสื่อสารไร้สายจำนวนมาก) นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อช่วยในการซิงโครไนซ์ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง

โครงสร้างที่เรียบง่ายนำพาไปยังผู้รับ; รูปแบบของคลื่น OFDM สามารถ demodulated โดยใช้การแปลงผกผันกับที่ใช้ที่เครื่องส่งสัญญาณยอมให้ค่าสัญลักษณ์ดั้งเดิม การผกผันกับ DFT ผกผันที่ใช้กับเครื่องส่งสัญญาณคือ "ปกติ" (ไปข้างหน้า) DFT ดังนั้นคุณมักจะเห็นเครื่องรับ OFDM ที่ถูกบล็อกไว้ด้วยบล็อก "FFT" ที่ส่วนหน้า เอาต์พุตของการแปลงมีค่าสัญลักษณ์ที่แม็พกับผู้ให้บริการแต่ละรายรวมถึงสิ่งที่ไม่ได้ใช้ทั้งหมดที่ทำขึ้นในแถบป้องกัน demodulator ถอนแอมพลิจูด (ค่าที่ซับซ้อน) ของแต่ละพาหะที่น่าสนใจและส่งต่อไปยังตรรกะการถอดรหัสเพิ่มเติมใด ๆ (การทำให้เท่าเทียมกันตามที่อธิบายไว้ข้างต้นการถอดรหัสช่อง

อย่างไรก็ตามตามปกติคำตอบนั้นไม่ง่ายนัก คำอธิบายข้างต้นสามารถมองเห็นประเด็นสำคัญที่ต้องได้รับการแก้ไขสำหรับระบบปฏิบัติการ:

  • การซิงโครไนซ์เวลา:เมื่อคุณคิดว่าคุณจะสร้างตัวรับสัญญาณ OFDM ได้อย่างไรหนึ่งในปัญหาแรกที่คุณจะพบคือวิธีจัดเฟรม FFT ของตัวรับกับกระแสตัวอย่างที่เข้ามา การซิงโครไนซ์กับกำหนดเวลาสัญลักษณ์สัญญาณ OFDM จำเป็นต้องจัดแนวการทำงานของ FFT ของผู้รับให้ตรงกับช่วงเวลาที่เหมาะสมในสตรีมตัวอย่างที่สังเกตได้

    สิ่งนี้สามารถดำเนินการได้โดยใช้วิธีการที่สัมพันธ์กัน ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้รูปแบบของคลื่น OFDM ส่วนใหญ่รวมถึงคำนำหน้าวงจรซึ่งเป็นรูปแบบของการเพิ่มแรงเป็นระยะวงกลมบางอย่างเพื่อรูปแบบของคลื่นที่ส่ง สิ่งนี้สามารถถูกนำไปใช้ที่เครื่องรับเพื่อให้ได้สัญลักษณ์เวลา ตัวตรวจจับเวลานั้นจะคำนวณความสัมพันธ์แบบเลื่อนอัตโนมัติของกระแสสัญญลักษณ์ที่สังเกตได้โดยใช้ความล่าช้าซึ่งสอดคล้องกับช่วงเวลาที่ทราบระหว่างสัญญาณที่ส่งและสำเนาที่เป็นวงจร ขนาดของผลลัพธ์จะถึงจุดสูงสุดในทันทีที่สอดคล้องกับจุดเริ่มต้นของแต่ละสัญลักษณ์ OFDM

  • การประสานความถี่:การซิงโครไนซ์ความถี่ที่ละเอียดเป็นกุญแจสำคัญในการรับสัญญาณ OFDM ที่แข็งแกร่งเนื่องจากข้อผิดพลาดความถี่ทำให้เกิดการรบกวนระหว่างสัญญาณ การแก้ไขข้อผิดพลาดความถี่สามารถประมาณได้โดยใช้เอาต์พุตตัวเชื่อมโยงของ timing synchronizer ดังที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ความสัมพันธ์อัตโนมัติของสตรีมที่สังเกตที่ความล่าช้าเท่ากับความล่าช้าของคำนำหน้าแบบวนมีขนาดใหญ่ที่จุดเริ่มต้นของสัญลักษณ์ OFDM แต่ละอัน เฟสของเอาต์พุต correlator จัดเตรียมการวัดจำนวนของการดริฟท์เฟสในแต่ละช่วงเวลาของสัญลักษณ์ การวัด "เฟสดริฟท์ต่อเวลาหน่วย" นี้สามารถทำการคำนวณใหม่เป็น "ความถี่ดริฟท์" แทน หากผู้รับสามารถสันนิษฐานได้อย่างปลอดภัยว่าข้อผิดพลาดเรื่องความถี่คงที่ตลอดระยะเวลาของสัญลักษณ์ (ซึ่งเหมาะสมสำหรับหลาย ๆ กรณี) การชดเชยความถี่จำนวนมากสามารถลบออกได้ก่อนการคำนวณ DFT

อาจมีปัญหามากขึ้นในการแก้ไขปัญหาสำหรับผู้ให้บริการแต่ละรายของคุณทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการปรับใช้ในแต่ละผู้ให้บริการ สำหรับกรณีที่เรียบง่ายของ BPSK คุณอาจต้องกังวลเกี่ยวกับการซิงโครไนซ์เฟสถ้าคุณต้องการตัวรับสัญญาณที่สอดคล้องกัน อย่างไรก็ตามการซิงโครไนซ์ของจังหวะเวลาและความถี่เป็นรายละเอียดการใช้งานที่สำคัญซึ่งมักจะมีการพูดคุยกันในการพูดคุยเรื่องโครงสร้างตัวรับสัญญาณ OFDM


มันสนุกและน่าสนใจจนเราแนะนำ doppler ... :-P
Spacey

Doppler shift (รวมถึงแหล่งที่มาอื่น ๆ ของการชดเชยความถี่) คือสิ่งที่ฉันกำลังพูดถึงในหัวข้อ "การซิงโครไนซ์ความถี่" ด้านบน มีกรณีน้อยมากที่คุณมีความหรูหราในการไม่จัดการกับการชดเชยความถี่ในเครื่องรับ วิธีที่คุณโจมตีปัญหาอาจแตกต่างกันไปตามความต้องการและโทโพโลยีของระบบของคุณ แต่ปัญหายังคงอยู่ที่นั่น
Jason R

ฉันเห็นว่า แต่ฉันกำลังชี้ให้เห็นว่าจากวรรณกรรมที่ฉันอ่านมาจำนวนมากการแพร่กระจายของ doppler นั้นดูเหมือนจะเป็นตัวซวยของ OFDM มากกว่าการปรับค่าความถี่ทั่วไปตามนาฬิกา ทำไมฉันถึงไม่รู้
Spacey

ฉันคาดหวังว่ามุมของค่าความสัมพันธ์อัตโนมัติที่มีค่าสูงสุดซับซ้อนสามารถใช้เพื่อปรับการซิงโครไนซ์ความถี่ได้อย่างละเอียดเท่านั้น แล้วการเลื่อนที่ใหญ่กว่าล่ะ การปฏิบัติที่ดีที่สุดในเรื่องนั้นคืออะไร? โทนเสียงนักบินแยก? ขอบคุณสำหรับคำตอบที่ยอดเยี่ยม!
sellibitze

3

โดยทั่วไป OFDM จะถูก demodulated โดยใช้ FFT แต่ถ้าคุณมีผู้ให้บริการจำนวนน้อยมากคุณอาจใช้ demodulators แบบสี่เหลี่ยมจัตุรัสแบบ orthogonal จำนวนน้อย (DFT 1 ช่องหรือตัวกรอง Goertzel แบบซับซ้อน) ขึ้นอยู่กับจำนวนของผู้ให้บริการเทียบกับ log (n) ความยาวของเฟรม DFT แต่ละเฟรม (แต่ละเฟรมของความยาวที่ความถี่ของผู้ให้บริการทั้งหมดตั้งฉากกันและนักบิน)

คุณจะต้องหาวิธีในการซิงโครไนซ์เฟรมการถอดรหัสเพื่อที่พวกเขาจะไม่ข้ามช่วงการเปลี่ยนเฟรมการเข้ารหัส

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.