Подсистема формирования символов OFDM вычисляет количество активных и неактивных поднесущих и количество выборок CP. Он генерирует сигнал ready и поднесущие (активные, неактивные и DC) для каждого символа OFDM согласно стандарту LTE.

Подсистема формирования символов OFDM вычисляет количество активных поднесущих на основе значения NDLRB.

Number of active subcarriers = 12 x NDLRB

Количество неактивных поднесущих является различием размера IFFT и количества активных поднесущих. Чтобы сэкономить аппаратные ресурсы, избегая нескольких оБПФы, размер IFFT фиксируется на 2048.

Number of inactive subcarriers = 2048 — Number of active carriers

Блок выводит сигнал от ready порта, чтобы указать, когда блок готов принять входные данные. Этот сигнал зависит от valid входного сигнала, NDLRB, типа CP и номера символа OFDM. Выходной сигнал ready генерируется для одного временного шага, и входной сигнал valid проверяется для следующего временного шага. Блок принимает входные данные, а ready выходной сигнал остается высоким (1) до тех пор, пока не будут получены данные символа OFDM. Если вход valid низкий (0), ready сигнал простирается до тех пор, пока valid входной сигнал не получит высокий (1). После приема активных поднесущих, блок устанавливает ready выходной сигнал на низкий (0) на период времени, равный сумме количества неактивных поднесущих и количества выборок CP.

Эти рисунки показывают временные диаграммы выходного сигнала ready для значений NDLRB 25 и 100, соответственно.

Блок IFFT преобразует сигнал частотного диапазона в сигнал временной области. LTE поддерживает шесть стандартных опций пропускной способности: 1,4 МГ ц, 3 МГ ц, 5 МГ ц, 10 МГ ц, 15 МГ ц и 20 МГ ц. Эти опции пропускной способности требуют длины БПФ 128, 256, 512, 1024 и 2048, соответственно. Блок использует длину 2048 БПФ, которая соответствует максимальной пропускной способности LTE, то есть 20-MHz. Длина FFT IFFT сконфигурирована на самый высокий размер FFT, чтобы сгенерировать одно оборудование, которое поддерживает все опции полосы пропускания LTE.

Параметр Divide butterfly outputs by two управляет, реализует ли БПФ общий коэффициент шкалы 1/ N путем деления выхода каждого умножения бабочки на два. Эта регулировка сохраняет выход ОБПФа в той же амплитуде, область значений и его вход. Когда параметр Divide butterfly outputs by two очищен, блок избегает переполнения, увеличивая размер слова на 1 бит после каждого умножения бабочки.

Обычно приемопередатчики выполняют сдвиг БПФ в частотный диапазон. Однако этот метод требует памяти и вводит задержку, связанную с размером БПФ. Вместо этого приемопередатчик 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.

Циклический префикс сложения является процессом добавления последних выборок символа OFDM в качестве префикса к каждому символу OFDM. Сложение СР для символа OFDM с Nfft выборками и выборками СР N _СР показано на этом рисунке.

Блок LTE OFDM Modulator использует FFT размер 2048 для всех ресурсов NDLRB, чтобы избежать нескольких оБПФы. Блок использует значения CP, соответствующие NDLRB 100.

Параметр Cyclic prefix type управляет, ожидает ли блок нормального или расширенного CP. Блок требует, чтобы вход поддерживал частоту дискретизации 30,72 МГц. Он принимает, что каждый символ является 2048 выборками плюс циклический размер префикса, сопоставленный со скоростью. При использовании обычного CP префикс первого символа в каждом пазе имеет 160 выборки, в то время как каждый последующий символ содержит префикс из 144 выборок. При использовании расширенного CP все символы содержат 512 выборки. Для получения дополнительной информации о длине циклического префикса (в выборках) каждого символа OFDM в подрамке, смотрите lteOFDMModulate (LTE Toolbox) функция.

Оконная обработка уменьшает спектральное восстановление или отношение утечек соседнего канала (ACLR) сигнала OFDM. Функция опциональна. Чтобы включить оконную обработку, выберите параметр Windowing.

Для получения дополнительной информации о оконной обработке смотрите lteOFDMModulate (LTE Toolbox) функция.

Этот блок генерирует выходные данные со скоростью дискретизации 30,72 МГц при помощи максимальной скорости выборки выходных данных или скорости выборки выходных данных с заданным NDLRB.

Этот рисунок показывает выходные данные, когда вы устанавливаете параметр Output data sample rate равным Use maximum output data sample rate.

Этот рисунок показывает выходные данные, когда вы устанавливаете параметр Output data sample rate равным Match output data sample rate to NDLRB параметр. Для значения 25 NDLRB выходная частота выборки составляет 7,68 МГц, и блок возвращает действительные выходные данные в каждом четвертом цикле.

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 247 МГц.