Implementierung von OFDM-Modulation und -Demodulation

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Das zyklische Einsetzen von Präfixen wird häufig in OFDM-Systemen (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) verwendet, um die Auswirkungen von Intersymbol-Interferenz (ISI) zu mindern. Sie kopiert den Endabschnitt eines inversen, schnellen IFFT-Pakets (Fourier Transform) zum Anfang eines OFDM-Symbols. Normalerweise ist die Länge des zyklischen Präfixes länger als die Länge des Dispersivkanals, um DIE ISI vollständig zu entfernen. OFDM-Modulation dreht sich daher meistens um das zyklische Präfix: OFDM-Modulation umfasst die IFFT-Operation und das Einsetzen zyklischer Präfixe; OFDM-Demodulation umfasst die Entfernung von zyklischen Präfixen und FFT-Betrieb.

Moderne Kommunikationssysteme verfügen über hochdynamische Skalierbarkeit, was oft erfordert, dass die Systemparameter je nach Kanalbedingungen und QoS-Anforderungen (User Quality of Service) ständig geändert werden. Dieses Designbeispiel zeigt das Einsetzen und Entfernen von zyklischen Präfixen für ein neu konfigurierbares OFDM-System unter Verwendung des FFT-Intel® FPGA IP-Kerns (Intellectual Property). Es unterstützt die Laufzeit-Neukonfiguration der FFT-Größe und der zyklischen Präfixgröße.

Wichtige Funktionen

Zu den wichtigsten Funktionen des Designbeispiels gehören:

  • Unterstützung für die am häufigsten verwendeten FFT-Größen 128, 256, 512, 1024 und 2048, entsprechend Kanalbandbreiten von 1,25, 2,5, 5, 10 und 20 MHz
  • Unterstützung für fest installierte oder neu konfigurierbare FFT-Größe auf Paketbasis
  • Unterstützungfürer oder neu konfigurierbarer zyklischer Präfixgrößen auf Paketbasis
  • Unterstützung für beliebige zyklische Integer-Präfixgröße, solange sie weniger als die maximale FFT-Größe ist
  • Unterstützung für den TDD-Betrieb; Alle Steuerungsmodule können sowohl auf Übertragungs- als auch auf Empfangsdatenpfaden verwendet werden
  • Unterstützung für die Parameterisierung der Datenbreite, Speichertiefe, Breite der FFT-Paketgröße und zyklische Präfix-Portbreite

Beschreibung

Abbildung 1 zeigt das Blockdiagramm der Top-Level-Integration von OFDM-Modulation und -Demodulation. Der FFT-Kern ist schneller getaktet als die Basisbanddaten, so dass er beispielsweise für den FDD-Betrieb oder von mehreren Antennen in MIMO-Systemen freigegeben werden kann. Abbildung 2 listet die I/O-Ports der Modulations- und Demodulationsmodule auf.

Abbildung 1. OFDM-Modulation/-Demodulation für ein einzelnes Antennen-TDD-System

Abbildung 2. I/O-Port-Signale.

Verweis

F. Freudensen, P. Neilson und A. Olssen: "Reduced transceiver-delay for OFDM systems", IEEE Vehicular Technology Conference, VTC, Spring 2004.

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