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OFDM 解调器

使用 OFDM 方法进行解调。

类型: OFDMDemodulator

ofdm demodulator

图书馆中的路径:

/Communication Systems/Modulation/Digital Modulation/OFDM/OFDM Demodulator

说明

OFDM 解调器 单元在时域使用正交频分复用（OFDM）技术对输入信号进行解调，并根据 OFDM 参数输出子载波。

该设备有一个输入端口和一个或两个输出端口，具体取决于 Pilot output port 参数的状态。

端口

输入端口

输入 - OFDM 调制的宽带输入信号
矩阵

以矩阵形式指定的 OFDM 调制宽带信号 至 。

  • - 所有符号的循环前缀长度。

    • - 是*循环前缀长度*参数定义的循环前缀长度。

    • 如果 Cyclic prefix length 是标量， 。

    • 如果 Cyclic prefix length 是字符串向量， 。

  • - 子载波数，由 FFT 长度 参数定义。

  • - 符号数，由*OFDM 符号数*参数定义。

  • - 接收天线数，由 * 接收天线数* 参数定义。

数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool

支持复数：是

输出

Out - 解调输出信号
矩阵

解调输出信号以矩阵或数组形式返回 至 至 ，数据类型与输入信号相同。如果 为 1，输出信号将还原为矩阵。

  • - 数据子载波数，使 .

    • - 由 *FFT 长度 * 参数决定的子载波数。

    • - 左保护带中的子载波数，由 * 保护带数* 参数的第一个元素决定。

    • - 右保护带中的子载波数，由*保护带数*参数的第二个元素确定。

    • - 空直流中的子载波数，通过选择*删除直流载波*参数设置为 "0 "或 "1"。

    • - 每个符号中的先导子载波数。

      • 如果选择 Pilot 输出端口， size(Pilot subcarrier indices,1)。

      • 如果未选择 Pilot 输出端口， 来计算 。

    • - 用于自定义零的子载波数。要使用自定义零，必须将 Pilot subcarrier indices 指定为三维数组。

  • - OFDM 符号数*参数定义的符号数。

  • - 接收天线数，由 接收天线数 参数定义。

*先导信号
标量

先导信号以数组形式返回 至 至 。

  • - 每个符号中的先导子载波数，由 size(先导子载波索引,`1)`定义。

  • - 由参数 Number of OFDM symbols 定义的符号数。

  • - 接收天线数，由 Number of receiving antennas 参数定义。

依赖关系

要使用该端口，请选择 Pilot output port 复选框。

参数

FFT长度 - FFT点数
64（默认值） | `正整数

以正整数标量指定的 FFT 点数。

FFT 长度*参数的值必须大于或等于 8，相当于子载波数。

Number of guard bands - 分配给左侧和右侧保护带的子载波数
[6; 5] （默认） |` 一个 2 乘 1 的整数向量'。

分配给左侧和右侧保护带的子载波数，以 2×1 的整数向量形式指定。

左右保护带的子载波数 应在 范围内，其中 是 OFDM 信号中子载波的总数，由 *FFT 长度*参数决定。

去除直流载波 - 排除或启用零频子载波
关闭（默认）` | 开启

选择此复选框可移除零频副载波。零频副载波位于频带中心，有一个索引值：

  • , 如果 的值为偶数。

  • 如果 的值为奇数，则为 , 。

- 是 OFDM 信号中子载波的总数，由 *FFT 长度*参数定义。

先导输出端口 - 先导子载波的输出
关闭（默认）` | 开启

选择该复选框可添加先导子载波输出端口。 disabled - 引导信息可能存在，但仍嵌入在输出数据中。

已启用"- 设备将*先导子载波索引*参数指定的子载波从输出数据中分离出来，并将解调后的先导信号输出到*先导*端口。

先导子载波索引 - 先导子载波位置索引
[12；26；40；54] （默认）` | 列向量 | 矩阵 | 三维数组。

以列向量、矩阵或三维数组形式指定的先导子载波位置索引，其元素值范围为

,

其中

  • - 是 OFDM 信号中子载波的总数，由 *FFT 长度 * 参数决定。

  • 和 - 左右护带，由 * 护带数 * 参数值定义。

先导载波索引 可为每个符号和所有发射天线分配相同或不同的子载波 。

  • 如果每个符号和发射天线的先导索引相同，则 的参数维度为 1。

  • 如果每个符号的先导索引不同，则参数 的维数为 。

  • 如果接收信号被分配给多个发射天线上的同一符号，则参数的维数为 by 1 至 。

  • 如果符号数和发射天线数不同，则参数维度为 至 至 。

为尽量减少向多个发射天线发射信号之间的干扰，所有天线的每个符号的先导指数应互不相同。

依赖关系

该参数在*先导输出端口*复选框被选中时使用。

循环前缀长度 - 循环前缀长度
16（默认）` | 正整数` | 向量字符串`。

每个 OFDM 字符的循环前缀长度指定为正整数标量或包含 OFDM 字符元素数的字符串矢量。当指定循环前缀长度为

标量"--通过所有天线的所有符号的循环前缀长度相同。

矢量字符串"--不同符号的循环前缀长度可能不同，但不同天线的循环前缀长度不会不同。

过采样因子 - 过采样因子
1（默认）"｜"正整数"。

超采样因子指定为正标量。超采样因子必须满足这些约束条件：

  • 过采样因子*与 *FFT 长度*的乘积必须是整数。

  • 超采样因子*与*循环前缀长度*的乘积必须是整数。

如果 Oversampling factor 指定为无理数，请指定一个分数值。例如，如果 FFT 长度 12 和 过采样因子 4/3，它们的乘积就是整数 16。但是，当设置 Oversampling factor 时，将 4/3 四舍五入为 1,333 会导致非整数乘积为 15,9960 ，从而导致错误。
OFDM 符号数 - OFDM 符号数
1（默认）"｜"正整数"。

时频网格中 OFDM 符号的个数，指定为正整数标量。

接收天线数 - 接收天线数
1（默认）"｜"正整数"。

接收 OFDM 调制信号的接收天线数设置为小于等于 64 的正整数标量。

算法

OFDM 解调

正交频分复用（OFDM）方法通过 FFT 运算对输入 OFDM 信号进行解调，从而产生 N 个并行数据流。

如图所示，OFDM 解调器由一组 N 个相关器组成，每个 OFDM 子载波分配一个相关器。相关器组之后是并行到串行的转换。

ofdm demodulator 1

子载波分配、保护带和保护间隔

单个 OFDM 子载波被分配为数据、先导或空子载波。

如图所示，子载波被标记为数据、直流、先导或保护带子载波。

ofdm demodulator 2

  • 数据子载波传输用户数据。

  • 先导子载波用于信道评估。

  • 零频子载波不传输任何数据。非数据子载波提供中心子载波零频率，并作为 OFDM 资源块之间的缓冲器。

    • 零频子载波是频带的中心，索引为

      如果 的值为偶数，则零频副载波为频带中心，索引为

      如果 是奇数。

      - 是 OFDM 信号中子载波的总数。

    • 保护带在相邻频段的相邻信号之间起缓冲作用，以减少频谱泄漏造成的干扰。

零频率子载波允许针对特定标准（如各种 802.11 格式、LTE、WiMAX 或定制分配）对保护带和零子载波位置进行建模。零子载波的位置可通过分配一个零子载波索引向量来定义。

与保护带类似，保护间隔通过减少符号间干扰来保护 OFDM 传输信号的完整性。

保护间隔的目的与保护带类似。您可以建立保护间隔模型，在 OFDM 符号之间提供时间间隔。在信号通过时间分散信道后，保护间隔有助于保持符号间的正交性。使用循环前缀创建守护间隔。插入循环前缀可将最后一个 OFDM 复制为 OFDM 符号的第一部分。

ofdm demodulator 3

只要时间频散不超过循环前缀的持续时间，OFDM 就能从插入循环前缀中受益。

插入循环前缀会导致用户数据吞吐量的部分减少，因为循环前缀占用了本可用于数据传输的带宽。

文献

  1. Dahlman, E., S. Parkvall, and J. Skold.4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband.London: Elsevier Ltd., 2011.

  2. Andrews, J. G., A. Ghosh, and R. Muhamed, Fundamentals of WiMAX, Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2007.

  3. IEEE 标准 802.16-2017。"第 16 部分：宽带无线接入系统的空中接口》。2018 年 3 月。

实例