Блок принимает входные данные либо с максимальной скоростью 30,72 МГц, либо со скоростью дискретизации, соответствующей NDLRB. Скорости дискретизации входа для значений NDLRB 6, 15, 25, 50, 75 и 100 составляют 1,92 МГ ц, 3,84 МГ ц, 7,68 МГ ц, 15,36 МГ ц, 30,72 МГ ц и 30,72 МГ ц, соответственно.

Когда вы устанавливаете параметр Input data sample rate равным Use maximum input data sample rateблок действует на основе параметров демодуляции (NDLRB и CP prefix type) и предоставляет выходы данные вместе с выходом valid сигналом следующему блоку.

Когда вы устанавливаете параметр Input data sample rate равным Match input data sample rate to NDLRBблок генерирует сигнал выхода ready и управляет входом со скоростью относительно NDLRB. Блок принимает выборки данных относительно NDLRB, когда сигнал ready 1 Правда.

Этот рисунок показывает временную схему генерации ready сигнала для непрерывного входа, когда NDLRB 6 а CP prefix type есть Normal, имеющий длину БПФ 128 и длину КП 10.

numHigh = FFT length + CP length = 128 + 10 = 138 тактов.

numLow = Maximum FFT length + Maximum CP length - (numHigh) = 2048 + 160 - (138) = 2070 тактов.

Этот рисунок показывает временную схему генерации ready сигнала для дискретного входа с 1 (высокий) для 16 тактов, когда NDLRB 6 а CP prefix type есть Normal, имеющий длину БПФ 128 и длину КП 10.

numHigh = (FFT length + CP length -1) * Maximum FFT length / FFT length + 1 = (128 + 10 -1) * 16 + 1 = 2193 тактовых импульсов.

numLow = Maximum FFT Length + Maximum CP Length - (numHigh) = 2048 + 160 - (2193) = 15 тактов.

Этот блок поддерживает оконную передачу LTE путем реализации дробного циклического удаления префикса. Оконная обработка уменьшает выбросы вне диапазона. Передатчик выполняет оконцевание путем перекрытия хвоста каждого символа OFDM с главой следующего символа OFDM. Приемник должен избегать этих перекрываемых выборок в расчете БПФ. Дробная CP решает эту проблему, удаляя часть CP в начале символа и оставшуюся часть CP в конце символа. Реализация алгоритма CP-дроби также делает LTE OFDM Demodulator блок менее чувствительным к смещению по времени.

Параметр Cyclic prefix type определяет, ожидает ли блок нормального или расширенного CP. Когда блок работает с максимальной частотой дискретизации 30,72 МГц, он принимает, что каждый символ является 2048 выборками плюс циклический размер префикса, сопоставленный с этой частотой. При использовании обычного CP префикс первого символа в каждом пазе имеет 160 выборки, в то время как последующие символы имеют префикс 144 выборки. Расширенный CP имеет 512 выборки.

Когда блок работает со скоростями дискретизации относительно значения NDLRB, например, если NDLRB является 6, блок принимает 128 выборок плюс размер циклического префикса, сопоставленный с этой частотой. При использовании обычного CP префикс первого символа в каждом пазе имеет 10 выборки, в то время как последующие символы имеют префикс из девяти выборок. Расширенный CP имеет 32 выборки.

Блок обрабатывает CP в два этапа. Во-первых, блок вычисляет количество выборок CP, чтобы удалить, N r, и удаляет эти выборки из входных выборок. Затем он вычисляет количество выборок, чтобы сдвинуть, N с, и смещает эти выборки в конец символа OFDM во временном интервале. Эти два сегмента вместе составляют общую длину циклического префикса, N cp = N s + N r.

Параметр CP fraction управляет тем, сколько выборок блок удаляют в начале символа. Блок смещает оставшуюся часть циклического префикса с начала символа на конец символа. Блок квантует CP fraction, чтобы fi(0,11,10). Чтобы достичь целого числа выборок, блок вычисляет N r = floor (N cp * CP fraction).

Форма волны показывает сигналы управления для двух каскадов удаления CP. Блок сконфигурирован для нормального CP, поэтому CP первого символа является 160 выборками. CP для последующих символов является 144 выборками. Это CP fraction 0.55.

На первом этапе блок устанавливает сигнал внутреннего valid на 0 (false), чтобы исключить первые N r выборок символа. Для первого символа N r = 88. Манипуляция valid сигналом также исключает окончательные выборки N s, которые заменяются сдвинутыми выборками на следующем этапе. Для первого символа N s = 72. На втором этапе блок записывает выборки N s в ОЗУ, а затем читает и возвращает эти выборки в конце символа. Блок сдвигает сигнал внутреннего valid, чтобы включить сдвинутые выборки в их новое местоположение. Результатом являются 2048 выборок, правильно выровненных во временном интервале при подготовке к БПФ.

Для второго символа с циклическим префиксом 144 выборки, N r = 80 и N s = 64.

Для получения дополнительной информации о оконной обработке LTE-передатчика, смотрите раздел «Алгоритмы» lteOFDMModulate (LTE Toolbox) функция.

Когда блок LTE OFDM Demodulator использует максимальную длину БПФ 2048. Таким образом, когда предоставлены входные выборки, соответствующие фактической длине БПФ, блок Sample Repeater повторяет выборки до тех пор, пока они не образуют 2048 выборок. Для этой операции блок буферизует сначала входные выборки, а затем повторяет выборки на основе значения NDLRB. Этот механизм повторения помогает избежать масштабирования на входе БПФ блока. Для примера, если NDLRB равен 6, каждый символ OFDM состоит из 128 выборок. Блок преобразует эти 128 выборок в 2048 выборок, повторяя их 16 раз. После того, как блок генерирует 2048 выборок данных, он отправляет data и valid сигналы в следующий блок.

Обычно приемники выполняют сдвиг БПФ в частотный диапазон. Однако этот метод требует памяти и вводит задержку, связанную с размером БПФ. Вместо этого приемник может выполнить ту же операцию во временном интервале, используя свойство перемены частоты преобразований Фурье. Сдвиг функции в одной области соответствует умножению на комплексную экпоненту функцию в другой области. Чтобы уменьшить оборудование ресурсы и задержки, этот блок выполняет сдвиг БПФ, умножая выборки во временной области на функцию комплексной экпоненты.

Эти уравнения описывают сдвиг БПФ. Уравнение для БПФ с N точками

Для сдвига БПФ N/2 несущих в любом направлении замените $$k=k-\frac{N}{2}$$, в результате чего

Это уравнение упрощает

С тех пор $${\displaystyle \sum _{n=0}^{N-1}x(n)e^{-\frac{j2\pi nk}{N}}}$$ эквивалентно $$F[x(n)]$$, и $$e^{j\pi }=-1$$, это уравнение упрощает

Окончательное уравнение показывает, что сдвиг БПФ во временном интервале упрощается умножением на (-1)ⁿ. Поэтому блок реализует сдвиг БПФ путем умножения выборок во временной области на + 1 или -1.

Выход подсистемы сдвига БПФ подается на блок FFT HDL Optimized (DSP System Toolbox). Частота дискретизации выборок во временной области должна быть 30,72 МГц. Блок вычисляет БПФ с 2048 точками для всех значений NDLRB.

Параметр Divide butterfly outputs by two управляет тем, реализует ли БПФ общий коэффициент шкалы 1/ N, деля выход каждого умножения бабочки на два. Эта регулировка сохраняет выход БПФ в той же амплитуде, область значений и его вход. Когда вы отключаете масштабирование (по умолчанию), блок избегает переполнения, увеличивая размер слова на один бит после каждого умножения бабочки.

Эта часть алгоритма выбирает соответствующее количество поднесущих на основе NDLRB. Из 2048 поднесущих блок выбирает центральные 12xNDLRB поднесущие для выхода.

Если выбран параметр Remove DC subcarrier, блок исключает поднесущую постоянного тока из итогового выхода ресурсной сетки. Блок исключает поднесущую постоянного тока путем установки сигнала valid на 0 (false) для центрального цикла выходов поднесущих.

Для 25 NDLRB блок возвращает 12 × 25 = 300 выборок сетки ресурса. Блок указывает местоположение этих выходных выборок с validOut сигналом, установленным на 1 Правда. Сигнал validOut 0 (false) в центре выходных выборок, чтобы исключить несущую постоянного тока.

Эта форма волны показывает выход, когда вы устанавливаете параметр Input data sample rate равным Use maximum input data sample rate и выберите NDLRB 25 с нормальным CP.

Эта форма волны показывает выход блока, когда вы устанавливаете параметр Input data sample rate равным Match input data sample rate to NDLRB и выберите NDLRB 25 с нормальным CP. Блок повторяется четыре раза на входе БПФ для вычисления БПФ с 2048 точками. Фактические выборки БПФ отбираются на каждые четыре выборки на выходе БПФ. Блок выбирает центральные (12 × 25 = 300) ресурсные сетчатые элементы и выводит их вместе с действительным сигналом.

Эффективность синтезированного HDL-кода варьируется с вашей целью и опциями синтеза. Тип входных данных, используемых для генерации HDL-кода fixdt(1,16,14).

В этой таблице показаны результаты синтеза данных о ресурсах и эффективности при использовании блока с строением по умолчанию. Сгенерированный HDL, ориентированный на Xilinx^® Zynq^® XC7Z045I-FFG900-2L ПЛИС. Проект достигает тактовой частоты 280 МГц.