OFDM Modulator Baseband

Модулируйте использующую ортогональную модуляцию деления частоты

Библиотека:
Communications Toolbox / Модуляция / Цифровая Полосовая модуляция / OFDM

Описание

Блок OFDM Modulator Baseband применяет Ортогональное Деление Частоты, Мультиплексирующее модуляцию к входящему сигналу данных. Выход является основополосным представлением OFDM модулируемый сигнал.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`In` — Входной сигнал
Трехмерный массив

Входной сигнал в виде 3D вектора. Блок принимает одни или два входных параметров в зависимости от состояния Pilot input port. Размерности входного сигнала:

Экспериментальный Input port	Вход сигнала	Экспериментальный вход
'off'	N _данные-by-N _sym-by-N _t	Нет данных
на	N _данные-by-N _sym-by-N _t	N _{экспериментальный}-by-N _sym-by-N _t

где

_Ndata представляет количество поднесущих данных. Для получения дополнительной информации о том, как определяется _Ndata, смотрите info страница с описанием.
_Nsym представляет количество символов, определенных Number of OFDM symbols.
_Nt представляет количество антенн передачи, определенных Number of transmit antennas.
_Npilot представляет количество экспериментальных символов, определенных первым размером размерности в массиве Pilot subcarrier indices.
_NCP представляет циклическую длину префикса, как определено Cyclic prefix length.
_NCPTotal представляет циклическую длину префикса по всем символам. Когда _NCP является скаляром, _NCPTotal = _NCP × _Nsym. Когда _NCP является вектором-строкой, _NCPTotal = ∑ _NCP.
_NFFT представляет количество поднесущих, как определено FFT length.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Вывод

развернуть все

`Out` — Основная полоса модулируемый сигнал
Трехмерный массив

Основная полоса модулируемый сигнал, возвращенный как a3D массив. Тип данных выхода следует за входным типом данных. Выходной сигнал имеет размерность N _CPTotal +N _БПФ ×N _sym-by-N _t.

Параметры

развернуть все

`FFT Length` — Количество точек ДПФ
положительное целое число

Количество ДПФ указывает в виде положительного целого числа. Длина БПФ, _NFFT, должна быть больше или быть равна 8 и эквивалентна количеству поднесущих.

`Number of guard bands` — Количество поднесущих к левым и правым защитным полосам
[6;5] (значение по умолчанию) | 2 1 вектор с целочисленным знаком

Количество поднесущих, выделенных левым и правым защитным полосам в виде 2 1 вектора с целочисленным знаком. Количество поднесущих должно находиться в пределах [0, _{NFFT/2 − 1}], где вы задаете левых, N_leftG, и право, N_rightG, защитные полосы независимо в 2 1 вектор-столбец.

`Insert DC null` — Опция, чтобы вставить пустой указатель DC
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы вставить пустой указатель на поднесущей DC.

`Pilot input port` — Опция, чтобы задать экспериментальный входной порт
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы позволить определение экспериментального входного порта.

`Pilot subcarrier indices` — Экспериментальные индексы поднесущей
[12; 26; 40; 54] (значение по умолчанию) | вектор-столбец

Экспериментальные индексы поднесущей в виде вектор-столбца. Это поле доступно только, когда флажок Pilot input port устанавливается. Можно присвоить индексы тем же или различным поднесущим для каждого символа. Точно так же экспериментальные индексы поставщика услуг могут отличаться через несколько антенн передачи. В зависимости от желаемого уровня управления для присвоений индекса варьируются размерности массива indices. Допустимые экспериментальные индексы падают в области значений

$[N_{leftG} + 1, N_{FFT} / 2] \cup [N_{FFT} / 2 + 2, N_{FFT} - N_{rightG}],$

где значение индекса не может превысить количество поднесущих. Когда экспериментальные индексы являются тем же самым для каждого символа и передают антенну, свойство имеет размерности _Npilot-1. Когда экспериментальные индексы варьируются через символы, свойство имеет размерности _{Npilot-by-Nsym}. Если существует только один символ, но несколько антенн передачи, свойство имеет размерности _Npilot 1 _Nt. Если индексы будут варьироваться через количество символов и будут передавать антенны, свойство будет иметь размерности _Npilot _Nsym _Nt. Если количество антенн передачи больше один, гарантируйте, что индексы на символ взаимно отличны через антенны, чтобы минимизировать интерференцию. Значением по умолчанию является [12; 26; 40; 54].

`Cyclic prefix length` — Длина циклического префикса
16 (значений по умолчанию) | положительная скалярная величина | положительный вектор

Длина циклического префикса в виде положительного целого числа. Если вы задаете скаляр, длина префикса является тем же самым для всех символов через все антенны. Если вы задаете вектор-строку из длины _Nsym, длина префикса может варьироваться через символы, но остается то же самое через все антенны.

`Apply raised cosine windowing between OFDM symbols` — Опция, чтобы применить повышенное окно косинуса между символами OFDM
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы применить повышенную работу с окнами косинуса между символами OFDM. Работа с окнами является процессом, в котором символ OFDM умножается на повышенное окно косинуса перед передачей, чтобы уменьшить мощность внеполосных поднесущих, которая служит, чтобы уменьшать спектральный перерост.

`Window length` — Длина повышенного окна косинуса
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Длина повышенного окна косинуса в виде положительной скалярной величины. Это поле доступно только, когда Apply raised cosine windowing between OFDM symbols выбран. Используйте положительные целые числа, имеющие максимальное значение, не больше, чем минимальная циклическая длина префикса. Например, в настройке, в которой существует четыре символа с циклическими длинами префикса [12 16 14 18], длина окна не может превысить 12.

`Number of OFDM symbols` — Количество символов OFDM
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Количество символов OFDM в сетке частоты времени в виде положительной скалярной величины.

`Number of transmit antennas` — Количество антенн передачи
положительная скалярная величина

Количество антенн передачи в виде действительной положительной скалярной величины. Задайте количество антенн передачи, _Nt, как положительное целое число, таким образом что _Nt ≤ 64.

`Simulate using` — Тип симуляции, чтобы запуститься
`Code generation` (значение по умолчанию) | `Interpreted execution`

Тип симуляции, чтобы запуститься в виде Code generation или Interpreted execution.

Code generation – Симулируйте модель при помощи сгенерированного кода C. В первый раз, когда вы запускаете симуляцию, Simulink^® генерирует код С для блока. Код С снова используется для последующих симуляций, если модель не изменяется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но скорость последующих симуляций быстрее, чем Interpreted execution.
Interpreted execution – Симулируйте модель при помощи интерпретатора MATLAB^®. Эта опция требует меньшего количества времени запуска, чем Code generation метод, но скорость последующих симуляций медленнее. В этом режиме можно отладить исходный код блока.

Характеристики блока

Типы данных	`double`
Многомерные сигналы	`yes`
Сигналы переменного размера	`no`

Больше о

развернуть все

Ортогональная модуляция деления частоты

Ортогональная модуляция деления частоты (OFDM) делит поток данных передачи высокого показателя на потоки более низкого уровня N, каждый из которых имеет длительность символа, больше, чем распространение задержки канала и, поэтому, смягчает интерференцию межсимвола (ISI). Отдельные подпотоки отправляются по подканалам параллели N, которые являются ортогональными друг другу. С помощью обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) OFDM может быть передан с помощью одного радио. Выход представляет собой репрезентацию модулированного сигнала:

$v (t) = \sum_{k = 0}^{N - 1} X_{k} e^{j 2 π k Δ f t}, 0 \leq t \leq T,$

где {X _k} является символами данных, N является количеством поднесущих, и T является временем символа OFDM. Интервал поднесущей Δf = 1/T делает символы ортогональными за каждый период символа. Эта ортогональность выражается как:

$\frac{1}{T} \int_{0}^{T} {(e^{j 2 π m Δ f t})}^{*} (e^{j 2 π n Δ f t}) d t = \frac{1}{T} \int_{0}^{T} e^{j 2 π (m - n) Δ f t} d t = 0 для m \neq n .$

Символы данных, X _k, являются обычно комплексными и могут быть от любого алфавита модуляции, такого как QPSK, 16-QAM, или 64-QAM.

Этот рисунок показывает модулятор OFDM, состоящий из банка модуляторов комплекса N, где каждый модулятор соответствует одной поднесущей OFDM.

Защитные полосы и интервалы

OFDM имеет три типа поднесущих: данные, пилот и пустой указатель. Поднесущие данных используются в передаче данных, и экспериментальные поднесущие используются в оценке канала. Пустые поднесущие, которые обеспечивают пустой указатель DC и обеспечивают буферы между блоками ресурса OFDM, не передаются. Эти буферы упоминаются как защитные полосы, цель которых состоит в том, чтобы предотвратить интерференцию межсимвола. Выделение пустых указателей и защитных полос варьируется в зависимости от применимого стандарта такой, когда 802.11n отличается от LTE.

Аналогичный концепции защитных полос, OFDM также поддерживает защитные интервалы, чтобы обеспечить временное разделение между символами OFDM так, чтобы сигнал не терял ортогональность из-за дисперсионных временем каналов. Пока защитный интервал более длинен, чем распространение задержки, символы не вмешиваются в другие символы. Интервалы охраны создаются при помощи циклических префиксов, в которые последняя часть символа OFDM копируется и вставляется как первая часть символа OFDM. Преимущество циклической префиксной вставки обеспечено, пока промежуток дисперсии времени не превышает длительность циклического префикса. Используя циклический префикс увеличивается наверху.

Повышенная работа с окнами косинуса

В то время как циклический префикс создает защитный период во временном интервале, чтобы сохранить ортогональность, символ OFDM редко начинается с той же амплитуды и фазы, показанной в конце предшествующего символа OFDM, вызывающего спектральный перерост и поэтому, распространение пропускной способности сигнала из-за искажения межмодуляции. Чтобы ограничить этот спектральный перерост, это желаемо, чтобы создать плавный переход между последней выборкой символа и первой выборкой следующего символа. Это может быть сделано при помощи циклического суффикса и повышенной работы с окнами косинуса.

Чтобы создать циклический суффикс, первые выборки _WIN N данного символа добавлены в конец того символа. Однако для того, чтобы выполнить стандарт 802.11g, например, длина символа не может быть произвольно удлинена. Вместо этого циклический суффикс должен перекрыться вовремя и эффективно суммирован с циклическим префиксом следующего символа. Этот перекрытый сегмент - то, где работа с окнами применяется. Два окна применяются, один из которых является математической инверсией другого. Первое повышенное окно косинуса применяется к циклическому суффиксу символа k и уменьшения от 1 до 0 по его длительности. Второе повышенное окно косинуса применяется к циклическому префиксу символа k +1 и увеличивается с 0 до 1 по его длительности. Этот процесс обеспечивает плавный переход от одного символа до следующего.

Повышенное окно косинуса, w (t), во временном интервале может быть выражено как:

$w (t) = {\begin{cases} 1, 0 \leq | t | < \frac{T - T_{W}}{2} \\ \frac{1}{2} {1 + \cos [\frac{π}{T_{W}} (| t | - \frac{T - T_{W}}{2})]}, \frac{T - T_{W}}{2} \leq | t | \leq \frac{T + T_{W}}{2} \\ 0, в противном случае \end{cases}$

где:

T является длительностью символа OFDM включая защитный интервал.
T _W является длительностью окна.

Настройте длину циклического суффикса через свойство установки длины окна с суффиксным набором длин между 1 и минимальная циклическая длина префикса. В то время как работа с окнами улучшает спектральный перерост, она делает так за счет многопутевой исчезающей неприкосновенности. Это происходит, потому что сокращение в защитной полосе уменьшается, потому что демонстрационные значения защитной полосы поставились под угрозу сглаживанием.

Следующие фигуры отображают приложение повышенной работы с окнами косинуса.

Ссылки

[1] Дэхлмен, E., С. Парквол и Дж. Сколд. 4G LTE/LTE-Advanced для Мобильной Широкополосной связи.London: Elsevier Ltd., 2011.

[2] Эндрюс, J. G. А. Гош и Р. Мухэмед. Основные принципы Сэддл-Ривер WiMAX.Upper, NJ: Prentice Hall, 2007.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Блоки

OFDM Demodulator Baseband | QPSK Modulator Baseband | Rectangular QAM Modulator Baseband

Документация

OFDM Modulator Baseband

Описание

Порты

Входной параметр

`In` — Входной сигнал
Трехмерный массив

Вывод

`Out` — Основная полоса модулируемый сигнал
Трехмерный массив

Параметры

`FFT Length` — Количество точек ДПФ
положительное целое число

`Number of guard bands` — Количество поднесущих к левым и правым защитным полосам
[6;5] (значение по умолчанию) | 2 1 вектор с целочисленным знаком

`Insert DC null` — Опция, чтобы вставить пустой указатель DC
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Pilot input port` — Опция, чтобы задать экспериментальный входной порт
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Pilot subcarrier indices` — Экспериментальные индексы поднесущей
[12; 26; 40; 54] (значение по умолчанию) | вектор-столбец

`Cyclic prefix length` — Длина циклического префикса
16 (значений по умолчанию) | положительная скалярная величина | положительный вектор

`Apply raised cosine windowing between OFDM symbols` — Опция, чтобы применить повышенное окно косинуса между символами OFDM
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Window length` — Длина повышенного окна косинуса
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Number of OFDM symbols` — Количество символов OFDM
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Number of transmit antennas` — Количество антенн передачи
положительная скалярная величина

`Simulate using` — Тип симуляции, чтобы запуститься
`Code generation` (значение по умолчанию) | `Interpreted execution`

Характеристики блока

Больше о

Ортогональная модуляция деления частоты

Защитные полосы и интервалы

Повышенная работа с окнами косинуса

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Блоки

Объекты

Темы

Введенный в R2014a

Документация Communications Toolbox

Поддержка

Документация

OFDM Modulator Baseband

Описание

Порты

Входной параметр

In — Входной сигнал Трехмерный массив

Вывод

Out — Основная полоса модулируемый сигнал Трехмерный массив

Параметры

FFT Length — Количество точек ДПФ положительное целое число

Number of guard bands — Количество поднесущих к левым и правым защитным полосам[6;5] (значение по умолчанию) | 2 1 вектор с целочисленным знаком

Insert DC null — Опция, чтобы вставить пустой указатель DC off (значение по умолчанию) | on

Pilot input port — Опция, чтобы задать экспериментальный входной порт off (значение по умолчанию) | on

Pilot subcarrier indices — Экспериментальные индексы поднесущей[12; 26; 40; 54] (значение по умолчанию) | вектор-столбец

Cyclic prefix length — Длина циклического префикса 16 (значений по умолчанию) | положительная скалярная величина | положительный вектор

Apply raised cosine windowing between OFDM symbols — Опция, чтобы применить повышенное окно косинуса между символами OFDM off (значение по умолчанию) | on

Window length — Длина повышенного окна косинуса 1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Number of OFDM symbols — Количество символов OFDM 1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Number of transmit antennas — Количество антенн передачи положительная скалярная величина

Simulate using — Тип симуляции, чтобы запуститься Code generation (значение по умолчанию) | Interpreted execution

Характеристики блока

Больше о

Ортогональная модуляция деления частоты

Защитные полосы и интервалы

Повышенная работа с окнами косинуса

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Блоки

Объекты

Темы

Введенный в R2014a

Документация Communications Toolbox

Поддержка

`In` — Входной сигнал
Трехмерный массив

`Out` — Основная полоса модулируемый сигнал
Трехмерный массив

`FFT Length` — Количество точек ДПФ
положительное целое число

`Number of guard bands` — Количество поднесущих к левым и правым защитным полосам
[6;5] (значение по умолчанию) | 2 1 вектор с целочисленным знаком

`Insert DC null` — Опция, чтобы вставить пустой указатель DC
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Pilot input port` — Опция, чтобы задать экспериментальный входной порт
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Pilot subcarrier indices` — Экспериментальные индексы поднесущей
[12; 26; 40; 54] (значение по умолчанию) | вектор-столбец

`Cyclic prefix length` — Длина циклического префикса
16 (значений по умолчанию) | положительная скалярная величина | положительный вектор

`Apply raised cosine windowing between OFDM symbols` — Опция, чтобы применить повышенное окно косинуса между символами OFDM
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Window length` — Длина повышенного окна косинуса
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Number of OFDM symbols` — Количество символов OFDM
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Number of transmit antennas` — Количество антенн передачи
положительная скалярная величина

`Simulate using` — Тип симуляции, чтобы запуститься
`Code generation` (значение по умолчанию) | `Interpreted execution`

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.