УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОДУЛЯЦИИ OFDM-СИГНАЛА С ДЕЦИМАЦИЕЙ ЧАСТОТЫ ДИСКРЕТИЗАЦИИ

Полезная модель относится к области радиотехники.
Наиболее близкими к заявленному устройству является цифровой OFDM демодулятор с децимацией частоты дискретизации, патент RU 2644609 С1, содержащий аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входами синфазного I и квадратурного Q каналов, выполненных идентично и состоящих из двух последовательно соединенных перемножителей I и Q каналов, первые входы которых соединены с аналого-цифровым преобразователем, и двух цифровых фильтров нижних частот с конечной импульсной характеристикой I и Q каналов, при этом выход цифрового генератора опорных колебаний промежуточной частоты подключен ко второму входу перемножителя I канала и через фазовращатель на 90 градусов ко второму входу перемножителя Q канала, а выходы цифровых фильтров нижних частот I и Q каналов соединены с входом преобразователя из последовательных OFDM символов в параллельные с отбрасыванием защитного интервала, выход которого соединен с входом блока FFT (прямого быстрого преобразования Фурье), выход которого соединен с входом преобразователя из параллельных символов данных в последовательные, причем аналого-цифровой преобразователь выполнен с возможностью получения на входе сигнала в аналоговой форме на промежуточной частоте с выхода внешнего высокочастотного блока, а также с возможностью формирования действительного цифрового сигнала и подачи его на входы перемножителей I и Q каналов, выполненных с возможностью переноса спектра OFDM сигнала с промежуточной частоты на видеочастоту с помощью генератора и фазовращателя, которые выполнены с возможностью формирования сдвинутых на 90 градусов относительно друг друга cos и sin составляющих опорного колебания на промежуточной частоте в цифровой форме, при этом перемножители I и Q каналов выполнены с возможностью параллельной подачи действительной и мнимой составляющих комплексного OFDM сигнала на соответствующие цифровые фильтры нижних частот с конечной импульсной характеристикой I и Q каналов, выполненных с возможностью предварительной фильтрации или коррекции OFDM сигнала перед подачей на преобразователь 8 последовательных OFDM символов в параллельные с отбрасыванием защитного интервала в начале OFDM символа, представляющего собой копию заключительной части OFDM символа.
Основной недостаток устройства: низкая входная частота дискретизации, что препятствует подключению АЦП непосредственно к антенному входу, вынуждая его работать только с ПЧ.
Целью полезной модели является повышение входной частоты дискретизации до значений, позволяющих работать непосредственно с антенного входа без ужесточения требований к фильтру нижних частот за счет предварительной децимации.
N
Указанная цель достигается применением между перемножителями I и Q и фильтрами нижних частот каналов модуля предварительной децимации, как это показано на фиг. 1. Модуль децимации состоит из цепочки звеньев, как это показано на фиг. 2. После каждого звена выполняется децимация в 2 раза. Количество звеньев N позволяет снизить частоту дискретизации на входах фильтров нижних частот в 2 раз. Каждое звено имеет собственный порядок, который определяет параметры этого звена. На вход звена первого порядка поступает последовательность х(n), а на выходе получаем последовательность у(n). При этом последовательности связаны разностным уравнением
АЧХ такого звена задается уравнением
Соответственно звено n-то имеет АЧХ
а
а
a
d
d
d
Если полезный сигнал заключен в частотном диапазоне от 0 до , то после прореживания в 2 раза на выходе звена, на спектр полезного сигнала накладывает спектр от F/2- до F/2, где F - частота дискретизации. Однако данный спектр сильно ослаблен. Например, если =0,01, то ослабление спектра для звена первого порядка составит 66 дБ. Если спектр недостаточно ослаблен, то порядок звена n следует увеличить.
Применение предлагаемого устройства позволяет производить демодуляцию OFDM сигнала прямо с выхода антенны.
Для лучшего понимания заявленного изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими графическими материалами.
Фиг. 1. Структурная схема устройства.
Фиг. 2. Модуль предварительной децимации.
Элементы:
1 - аналого-цифровой преобразователь;
2 - перемножитель I канала;
3 - перемножитель Q канала;
4 - цифровой генератор опорных колебаний промежуточной частоты;
5 - фазовращатель на 90 градусов;
6 - цифровой фильтр нижних частот I канала;
7 - цифровой фильтр нижних частот Q канала;
8 - преобразователь из последовательных OFDM символов в параллельные;
9 - блок FFT;
10 - преобразователь из параллельных символов данных в последовательные;
11 - модуль предварительной децимации;
12 - модуль предварительной децимации.
Библиографический список
1. Патент RU 2644609 С1: Цифровой OFDM демодулятор с децимацией частоты дискретизации / Общество с ограниченной ответственностью "Каскад" (RU).