RU63147U1 - Цифровой ofdm модулятор с интерполяцией частоты дискретизации - Google Patents
Цифровой ofdm модулятор с интерполяцией частоты дискретизации Download PDFInfo
- Publication number
- RU63147U1 RU63147U1 RU2006114022/22U RU2006114022U RU63147U1 RU 63147 U1 RU63147 U1 RU 63147U1 RU 2006114022/22 U RU2006114022/22 U RU 2006114022/22U RU 2006114022 U RU2006114022 U RU 2006114022U RU 63147 U1 RU63147 U1 RU 63147U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- digital
- converter
- ofdm
- serial
- inputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к широкополосным системам связи, в которых используются ортогональное частотное разделение со многими поднесущими. Это могут быть многопользовательские системы фиксированной и мобильной связи на основе технологий OFDM и MC-CDMA. Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве цифрового OFDM модулятора с интерполяцией частоты дискретизации, содержащем последовательно соединенные преобразователь из последовательных символов данных в параллельные, блок обратного быстрого преобразования Фурье, преобразователь из параллельных символов в последовательные, выход которого соединен с входом расширителя OFDM символа защитным интервалом, синфазный (I) и квадратурный (Q) каналы, выполненные идентично и состоящие из последовательно соединенных цифровых фильтров нижних частот с конечной импульсной характеристикой и перемножителей, цифровой генератор опорных колебаний промежуточной частоты, выход которого подключен к другому входу перемножителя Q канала и через фазовращатель на 90 градусов - к другому входу перемножителя I канала, а выходы перемножителей I и Q каналов через сумматор соединены с цифро-аналоговым преобразователем, размерность блока обратного быстрого преобразования Фурье увеличена в 2m раз, а выходы расширителя OFDM символа защитным интервалом подключены к соответствующим входам цифровых фильтров нижних частот I и Q каналов.
Description
Настоящая полезная модель относится к широкополосным системам связи, в которых используется ортогональное частотное разделение со многими поднесущими (OFDM). Это могут быть многопользовательские системы фиксированной или мобильной связи на основе технологий OFDM и MC-CDMA (многочастотного кодового разделения).
Наиболее близким аналогом является устройство цифрового OFDM модулятора с интерполяцией частоты дискретизации [1]. Данное устройство содержит последовательно соединенные преобразователь из последовательных символов данных в параллельные, блок обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) размерности N=2n, преобразователь из параллельных символов в последовательные и расширитель OFDM символа защитным интервалом, выход которого подключен ко входам синфазного (I) и квадратурного (Q) каналов, выполненных идентично и состоящих из последовательно соединенных интерполяторов, цифровых фильтров нижних частот с конечной импульсной характеристикой и перемножителей, цифровой генератор опорных колебаний промежуточной частоты, выход которого соединен с другим входом перемножителя Q канала и через фазовращатель на 90 градусов - с другим входом перемножителя I канала, а выходы перемножителей I и Q каналов через сумматор соединены с цифро-аналоговым преобразователем.
Этот цифровой OFDM модулятор работает следующим образом. Входной поток данных со скоростью В бит/с подается на преобразователь из последовательных символов в параллельные, в котором он разделяется на К потоков со скоростью В/К бит/с в каждом, а затем поступает на N-входовый блок IFFT размерности N. Отношение K/N
определяет защитный интервал и выбирается порядка 0,7-0,8, что является достаточным для подавления вредных краевых эффектов на концах спектра. Остальные N-К входов блока IFFT дополняются нулями [2]. Выходной сигнал блока IFFT преобразуется из параллельных символов в последовательные, а затем поступает на вход расширителя OFDM символа защитным интервалом, где производится вставка в начало OFDM символа копии некоторой его заключительной части. Далее комплексный сигнал, разделенный на действительную и мнимую составляющие, поступает на соответствующие входы интерполяторов I и Q каналов, в которых осуществляется повышение частоты дискретизации BN/К в L=2m раз. В результате на выходах этих интерполяторов образуются сигналы, имеющие периодический спектр с периодом Lfd, где fd=BN/К - частота дискретизации на выходе блока IFFT. В цифровых фильтрах нижних частот каждого из каналов происходит формирование I и Q спектров OFDM символа на видеочастоте, которые переносятся на квадратурные составляющие цифрового опорного генератора промежуточной частоты fпр, а затем суммируются. Для этой цели сигналы с выходов фильтрах нижних частот I и Q каналов подаются на первые входы перемножителей I и Q каналов, тогда как на вторые их входы подаются сдвинутые относительно друг друга на 90 градусов сигналы цифрового опорного генератора промежуточной частоты. С выхода сумматора цифровой сигнал на промежуточной частоте поступает на вход устройства цифро-аналогового преобразователя.
Согласно [3] применение интерполяторов I и Q снижает требования к амплитудно-частотной характеристике канальных цифровых фильтров нижних частот за счет соответствующего повышения частоты среза. На Фиг.1 показаны спектры IFFT сигналов до (а) и после (б) интерполяции при L=4.
Недостатком данной схемы цифрового OFDM модулятора с интерполяцией частоты дискретизации является его аппаратная сложность, обусловленная реализацией интерполяторов I и Q каналов, увеличивающаяся с ростом L.
Технический результат данной полезной модели заключается в существенном упрощении цифрового OFDM модулятора с интерполяцией частоты дискретизации, выражающемся в уменьшении числа дискретных логических элементов (вентилей), а также потребляемой мощности устройства. Указанный технический эффект достигнут за счет исключения из схемы цифрового OFDM модулятора интерполяторов I и Q каналов и реализации операции интерполяции сигнала в блоке IFFT увеличенной размерности. С этой целью размерность блока IFFT выбирается равной L·N, где L=2m. При этом на его К входов, так же как в устройстве прототипе, поступает параллельный поток данных, а на его другие NL-K входы подаются нули. Диаграмма, характеризующая распределение «информационных» и «нулевых» входов блока IFFT показана на Фиг.2. В этом случае значения IFFT сигнала размерности L·N, взятые с шагом выборки К/BN, начиная с первого, в соответствии со свойством обратного преобразования Фурье будут совпадать с соответствующими значениями IFFT сигнала размерности N. При этом значения остальных L-1 временных отсчетов с шагом К/BNL будут интерполяцией значений отсчетов с шагом К/BN.
С учетом того, что число «нулевых» входов блока IFFT составляет не менее половины от его размерности, реализация блока IFFT размерности L·N усложняется незначительно относительно выигрыша, к которому приводит исключение канальных интерполяторов. Обычно на практике L выбирается равной 4 или 8. При этом наибольшая эффективность достигается в случае L=2.
На Фиг.3 показана предлагаемая блок-схема устройства цифрового OFDM модулятора с интерполяцией частоты дискретизации. Он содержит преобразователь 1 из последовательных символов в параллельные, блок 2 IFFT размерностью 2n+m, преобразователь 3 из параллельных символов в последовательные, расширитель 4 OFDM символа защитным интервалом, цифровые фильтры нижних частот 5-6 с конечной импульсной характеристикой I и Q каналов, цифровой генератор 7 опорных колебаний
промежуточной частоты fпр, фазовращатель 8 на 90 градусов, перемножители 9-10 I и Q каналов, сумматор 11 и цифро-аналоговый преобразователь 12.
Устройство работает следующим образом. Входной поток данных со скоростью В бит/с распараллеливается на К потоков со скоростью В/К бит/с в преобразователе 1 и поступает на К входов блока 2 IFFT размерности 2n+m, на другие 2n+m - К входов которого подаются нули. В преобразователе 3 осуществляются обратное преобразование OFDM сигнала из параллельного кода в последовательный. Далее в расширителе 4 производится расширение OFDM символа за счет вставки перед его началом защитного интервала, представляющего собой копию заключительной части OFDM символа. Затем комплексный OFDM сигнал делится на действительную и мнимую составляющие, которые подаются параллельно на соответствующие цифровые фильтры нижних частот 5 и 6 с конечной импульсной характеристикой I и Q каналов. В этих фильтрах осуществляется фильтрация OFDM сигнала от мешающих дискретных периодических спектров на частоте дискретизации fd·i, i>1. Генератор 7 и фазовращатель 8 формируют сдвинутые на 90 градусов относительно друг друга sin и cos составляющие опорного колебания на промежуточной частоте fпр в цифровой форме. В перемножителях 9-10 I и Q каналов и сумматоре 11 происходит перенос комплексного спектра OFDM сигнала на промежуточную частоту fпр, причем берется только реальная составляющая спектра OFDM сигнала на промежуточной частоте. Далее OFDM сигнал подается на вход цифро-аналогового преобразователя 12, с выхода которого в аналоговой форме он поступает в высокочастотный блок.
Полезная модель может быть осуществлена на соответствующей элементной базе по типовым технологиям.
Источники информации:
1. Е.Р.Laurey. Adaptive techniques for multiuser OFDM. Thesis for the degree of doctor of philosophy in Electrical and computer Engineering. School of Engineering, James Cook University, Australia, 201, pp.22, 27.
2. Standard 802.16a-2003 for local and metropolitian area networks. Part 16: Air Interface for fixed. IEEE broadband wireless Access Systems Amendment 2: Medium Access Control modifications and additional physical layer specifications for 2-11 HGz, pp.139-140.
3. H. Schuire and С.Luders. Theory and applications of OFDM and CDMA. John Wiley&Sons. Ltd, 2005, p.162.
Claims (1)
- Устройство цифрового OFDM модулятора, содержащее преобразователь из последовательных символов данных в параллельные, блок обратного быстрого преобразования Фурье, преобразователь из параллельных символов в последовательные, расширитель OFDM символа защитным интервалом, два I-Q канальных фильтров нижних частот с конечной импульсной характеристикой, цифровой генератор опорных колебаний промежуточной частоты, фазовращатель на 90°, двухвходовые канальные перемножители, сумматор и цифроаналоговый преобразователь, отличающееся тем, что выходы расширителя OFDM символа непосредственно соединены с входами канальных I-Q фильтров, при этом на N входов блока обратного быстрого преобразования Фурье размерности N-L поступает поток данных, а на N(L-1) входов подаются нули, причем число входов, на которые подаются нули, составляет не менее половины от размерности N-L блока обратного быстрого преобразования Фурье.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006114022/22U RU63147U1 (ru) | 2006-04-26 | 2006-04-26 | Цифровой ofdm модулятор с интерполяцией частоты дискретизации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006114022/22U RU63147U1 (ru) | 2006-04-26 | 2006-04-26 | Цифровой ofdm модулятор с интерполяцией частоты дискретизации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU63147U1 true RU63147U1 (ru) | 2007-05-10 |
Family
ID=38108489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006114022/22U RU63147U1 (ru) | 2006-04-26 | 2006-04-26 | Цифровой ofdm модулятор с интерполяцией частоты дискретизации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU63147U1 (ru) |
-
2006
- 2006-04-26 RU RU2006114022/22U patent/RU63147U1/ru active IP Right Revival
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | Novel low-complexity SLM schemes for PAPR reduction in OFDM systems | |
Gaspar et al. | Frequency-shift Offset-QAM for GFDM | |
JP4823107B2 (ja) | Ofdm変調装置 | |
CN1538650B (zh) | 一种多载波信号削波装置及方法 | |
Zhang et al. | A hybrid PAPR reduction scheme for OFDM systems using perfect sequences | |
An et al. | WF-OFDM (windowing and filtering OFDM) system for the 5G new radio waveform | |
Yli-Kaakinen et al. | Optimized reconfigurable fast convolution-based transmultiplexers for flexible radio access | |
US9729378B1 (en) | Receiver architecture for constant envelope OFDM | |
Shaik et al. | Comparative study of FBMC-OQAM and OFDM communication system | |
RU63147U1 (ru) | Цифровой ofdm модулятор с интерполяцией частоты дискретизации | |
US20070258526A1 (en) | Apparatus and method for base band filtering | |
RU172566U1 (ru) | Цифровой ofdm демодулятор с децимацией частоты дискретизации | |
Liu et al. | Novel DDS based OFDM transmitter structure without IFFT and interpolation filter | |
Gaspar | Waveform advancements and synchronization techniques for generalized frequency division multiplexing | |
CN101834822B (zh) | 一种基于峰值消除的峰值抵消方法和装置 | |
Keerthana et al. | FPGA implementation of FBMC baseband modular for 5G wireless communication | |
RU2644609C1 (ru) | Цифровой ofdm демодулятор с децимацией частоты дискретизации | |
Alrwashdeh et al. | Analysis of fixed-point quantization noise in multicarrier transmitter schemes | |
JP4429809B2 (ja) | Ofdm変調装置及びofdm変調方法 | |
EP3136200B1 (en) | Method of and apparatus for providing a sample vector representing at least a portion of a multi-carrier modulated signal | |
Kumar et al. | FPGA Implementation of OFDM Transceiver using Verilog-Hardware Description Language | |
Yarrabothu et al. | Performance analysis of a 5G non-orthogonal waveform filter bank multi carrier | |
He et al. | A novel RAPF algorithm and its PAPR reduction performance based DFT spreading in FBMC-oqam system | |
Hariss et al. | Are side-band tones beneficial for PAPR reduction in FBMC? | |
Boyapati et al. | Reduction of PAPR in FBMC: A comparative analysis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC11 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20111208 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130427 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20141227 |