如何通过传输通道传输IFFT的实部+虚部输出?

信息处理 fft 算法 调制 解调 IFFT
2022-02-17 16:40:40

我正在使用 16-QAM 方案开发调制解调器系统。发射器运行 ​​IFFT 来调制信号,并具有 12 位 DAC。接收器运行 FFT 来解调信号,并具有 12 位 ADC。

以下是一般参数:

发射器上的 IFFT 产生两个 64 元素阵列,实部和虚部。发送器有一个 12 位 DAC 可用于发送信号。

我无法准确理解如何传输 IFFT 的输出?我从理论上读到我需要通过正弦和余弦组合两个数组(虚部和实部),但是在理解这个概念实际上是如何在编程方面完成时遇到了困难。

任何人都可以简要概述(可能是代码片段或其他内容?)我如何将两个 64 元素实数和虚数数据阵列组合起来馈入 DAC 以在电线上传输信号?

2个回答

如果要传输复数信号,则需要两个独立的通道:一个用于信号的实部,另一个用于信号的虚部。这是有道理的,因为复平面是二维的。问题是,这些渠道如何实现?这取决于你有什么可用的设备。

  • 如果您有多个可用于传输信号的线/DAC,那么您可以只使用基带传输。将信号的实部路由到一个 DAC,将虚部路由到另一个。然后这些将馈送单独的传输线以将信号传送到接收器。不过,这种方法并不经常使用。既然可以,为什么还要使用多根电线……

  • 如果您有可用于传输信号的单线/DAC,则可以使用载波调制基本上,您可以将信号的实部和虚部调制到单独的正弦载波上(这是通过乘以所需的载波来完成的),然后在接收器上观察并重新组合成您开始使用的复合复信号。

    调制复杂信号的常用技术称为I/Q 调制该方案使用一对具有 90 度相位偏移的相同频率的正弦曲线。这种特殊的相位偏移导致载波信号相互正交,这允许接收器(在理想情况下)无损地恢复两个调制信号。在实践中,I 通道和 Q 通道之间总会存在一些“串扰”(您可以认为它们分别承载调制信号的实部和虚部)。

在你的问题中,你建议你有一个 DAC,所以我会走载波调制路线。您需要选择适合您的应用的载波频率,同时考虑以下因素:

  • 调制信号的带宽。

  • 到接收器的传播介质。如果这是一根电线,那么您通常可以在信号带宽允许的情况下使用尽可能低的载波频率(除非接收器路径施加的任何限制,例如变压器耦合或其他细节)。无线链路通常具有相当高的载波频率(数十、数百或数千兆赫兹),具体取决于所需范围、发射功率、许可、传播环境等特性。

  • 发射器/接收器的硬件限制。您需要以某种方式生成载波调制信号!如果您没有模拟硬件来为您执行此操作(即您输出一对基带信号,而模拟发射器将其上变频为 I/Q 载波调制输出),那么您需要合成载波调制数字信号。考虑到您的系统对 DAC 采样率、处理吞吐量等的限制,这可能会也可能不会。

仅供参考,您为系统描述的设计听起来很像正交频分复用 (OFDM),尽管有很多未使用的载波。如果您研究这些系统通常是如何实施的,您可能会发现一些有用的信息。

您还可以使用共轭序列产生实值 IFFT,而无需额外通道用于虚部。