OFDM发射机中的IFFT和DAC关系

信息处理 OFDM LTE
2022-02-10 08:44:35

比如说,对于 LTE BW 20 MHz,我在 IFFT 输入处共有 2048 个子载波,在 IFFT 输出处有 2048 个输出(复数),并且在 1 个 OFDM 符号(有用符号长度)的时间 66.67 微秒内,采样率将被确定为30.72 兆赫。那么通过添加 848 个空子载波对 1200 活动子载波的所有这些扩展是否刚刚完成,以便 IFFT 可以全面工作,或者是否有一些棘手的实现在帮助 DAC 或任何其他方面?还有为什么人们将这 2048 称为频率样本数,理想情况下,样本应该是指时域样本,如果我错了,请纠正我。

1个回答

30.72MHz的采样率是指基带信号的复数采样率。对于 20 MHz 的带宽,单边带宽为 10 MHz,根据 Nyquist 的最小采样率为 20 MHz(出于实际原因,我们会做比这更大的事情)。所以这里报告的 30.72 MHz 采样率没有问题。

在调制波形中,2048 指的是频率样本,因为它是 FFT 给出的子载波。作为复合波形的调制子载波被转换为时域波形,以便使用 IFFT 进行传输。接收到的波形是时域波形,我们使用 FFT 将其转换回接收器中的调制子载波。

作为一个简化的例子,考虑一个单载波 QPSK 波形,在任何载波上都有一个星座,如下图所示;我们看到传输的任何特定符号的载波可以采用幅度 1 的值和 +45°、+135°、-135° 或 -45° 的角度。

QPSK

下面显示了一个多载波示例,其中我们使用四个间隔很近的载波,每个载波都有一个独立的 QPSK 调制。水平轴表示载波频率,对于给定符号内的单载波情况下的每个载波,载波的幅度为 1,角度为 +45°、+135°、-135° 或 -45°。因此,在这种使用 QPSK 子载波的情况下,数据位对被映射到这四个复符号位置之一。事实上,我们可以将其实现为四个独立的 QPSK 调制器,并在 RF 处将信号组合在一起并通过单个天线。

多载波QPSK

我们现在可以看到,上述内容也可以表示为对应于一个符号持续时间的单个时间块,表示为 4 点 DFT,其中每个 bin 的幅度为 1,并且根据映射的数据,4 个可能的值之一相位值。因此,对于 OFDM,我们可以直接将数据映射到 FFT 中这些可能的符号位置,然后生成等效的时域波形,我们采用 IFFT 结果来生成波形,然后我们可以上变频到使用的实际高频射频载波用于传输。

我们在使用 OFDM 的发射机的框图中看到了这一点,其中数据本身表示频率一旦映射到复杂的子载波并使用 IFFT 转换为时间(超出此答案的范围,但我们需要注意的附加项是循环前缀,可以保护我们免受通道中的延迟扩展,它在发送器中添加并在接收器中删除):

OFDM

也与此问题和空子载波的目标/目的有关,请参阅其他现有帖子:

OFDM中空子载波的必要性?