OFDM发射机信号处理流程
参照教材《基于Xilinx FPGA的OFDM通信系统基带设计》(CSDN限定版权,不让我上传共享。为方便筒子们学习,需要资源的可@我发消息索取)。
根据发射机信号产生功能,可以将发射机的信号处理划分为三个大的功能部分:PLCP前导生成、PLCP报头(Signal域)生成、Data域信号生成。
一、生成PLCP的前导部分
PLCP的前导部分主要由短训练序列和长训练序列共同构成。
首先,产生一个重复10次的短训练序列(20M采样频率,每个短训练序列16个采样点,即0.8us)。正如我的文章《OFDM接收机同步——分组检测》所述,短训练序列主用于接收机的AGC控制、信道选择以及接收信号的捕获、定时和粗略的频偏校正。
然后,产生另一个重复两次的长训练序列(20M采样频率,每个长训练序列64个采样点,即3.2us)。长训练序列主用于信道估计和精确的频偏校正。正如图中所示,长训练序列前需添加用于防止码间干扰的循环前码,即将长训练周期的后面1.8us(32个采样点)放到T1前面。
以上前导部分的具体生成过程可以参考我的文章《OFDM发射机设计中长短训练序列的生成》,里面详细讲了长、短序列的生成原理和算法实现。
二、生成PLCP的报头,即Signal域信号
Signal域信号主要包括Rate、Length、Parity(校验位)和Tail(尾比特)。Signal域信号长度共24bit,经过1/2码率卷积后,长度为48bit,正好占用48个频点,故Signal域正好占用一个符号宽度。
Signal域信号生成需要经过:1/2卷积编码、删余操作、交织、BPSK调制、导频插入、IFFT和插入一个GI作为保护间隔。后面我们再讲Signal域的详细生成过程。
三、生成Data域信号
Data域信号包括Service域、PSDU、尾比特和PAD比特。
Service域有16比特,其中前7位为全0,用来初始化接收机的接扰码器(很实用),后9个比特预留将来使用。
Data域的尾比特域和Signal域的尾比特域类似,都是为了卷积编码器的移位寄存器清零。Pad比特的作用在于补齐,使得整个Data域的比特流刚好调整为整个OFDM符号,如果PSDU部分的比特数不足整数倍,要适当补零。
Data域信号生成需要经过:1/2卷积编码、交织(若BPSK调制则一级交织,其余需两级交织)、星座图映射(BPSK、QPSK、16QAM、64QAM)、导频插入、IFFT和添加循环前缀。
今天这篇就写到这里,后面再详细介绍Signal域和Data域信号生成过程。
四、总结
本文简要介绍了OFDM发射机中PLCP前导生成、PLCP报头(Signal域)生成、Data域信号生成原理为后续仿真实现提供基本概念基础。
参考:
《基于Xilinx FPGA的OFDM通信系统基带设计》
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