无线通讯OFDM调制技术介绍和设计实现

无线通讯OFDM 调制技术介绍和设计实现 OFDM 是现代宽带无线通信系统应用的技术。为了减少高数据率OFDM 系统中各信道间影响带来的失真，引入循环前缀(CP)来消除码间干扰(ISI)。它将一个IFFT 包的最后部分复制到OFDM 符号序列的前端。注意，CP 的长度必须长于色散信道的长度以彻底消除ISI。在发射器中，OFDM 调制包括快速傅立叶逆变换(IFFT)运算和CP 的插入。而在OFDM 接收器中，CP 在数据包送往FFT 解调前被移除。新一代的无线系统以高动态配置为标志，其中CP 的长度随着传输模式，帧结构(见图1、2)以及更高级的协议而改变。例如，3GPP LTE中的CP 配置每一个时隙都不同。CP 的长度基于具有 2048 时间间隔的OFDM 符号。WiMAX系统中可以有几种相似而不同的CP 结构。 图1：3GPP LTE 下的帧结构1，可用于TDD、FDD 系统。 图2：3GPP LTE 下的帧结构2，可用于TDD 系统。 OFDM 调制的实现 下面将讨论如何实现 OFDM 调制及解调中循环前缀的插入与消除。 FFT 与 FFT 反变换：在 OFDM 调制中最关键的运算就是 IFFT，相类似，OFDM 解调的核心为 FFT。宽带系统中的高 FFT 吞吐率是至关重要的，尤其是在 FFT 被多路数据通道共享时。 在 WiMAX 以及 3GPP LTE 这类现代可扩展无线系统中，在运行中可重新配置的能力同样成为系统要求的一个重要指标。可变流模式下的 FFT MegaCore 函数瞄准的是可重新配置的无线通讯，是设计 OFDM 系统时的一个很好选择。 FFT 的 MegaCore 函数被设定为可变流模式，它允许 FFT 的大小和方向逐包改变。它还采用了存储效率模式——这是 FFT 核的唯一模式，直接从 FFT 的蝶形引擎中输出位反转符号。可以在 FFT 核之外结合带有循环前缀插入的位反转。这样，整个 OFDM 调制可以节省出一个单缓冲器。 FFT 模块复用：为了减少逻辑门数，FFT 模块通常采用比其他基带模块更快的时钟频率并复用。FFT 模块可以被不同的源共享，譬如，多路天线、时分双工(TDD)复用中的发射与接收，以及频分双工(FDD)系统。FFT 模块也可以与其他功能模块共享，如振幅因数减小或信道估计模块。不过，这些复用取决于用户特定的算法，而非通用设计。这篇文章将集中讨论最常见的无线通讯系统应用：如 MIMO 技术、TDD 和 FDD 通信。 TDD 操作：在 TDD 基站中，发送和接收发生在不重叠的时隙中。FFT 模块可以很容易地在采用合适的信号多路复用技术的发射机和接收机之间共享。图 3...