减少地表铺面使用分和SLM OFDM TRNSCIEVER系统

Neenu约瑟夫¹和P Nirmal Kumar博士²

研究Scolar ECE称,圭因迪,工程学院安娜大学Tamilnadu、印度钦奈
副教授,ECE称,圭因迪,工程学院安娜大学Tamilnadu、印度钦奈

文摘

本文提出了物理层设计和架构的软件定义无线电(SDR)。在这个特别提款权OFDM(正交频分复用)技术使用BPSK或16 QAM调制。可以选择调节根据信噪比。可以减少峰值平均功率比除以输入比特部分传输序列(PTS)。分位可以选择通过选择性映射(SLM)。FFT的大小是可伸缩的,可选择根据传输比特大小。FPGA的重构性允许接收者选择调制在运行时不改变当前的程序。运行时重新配置降低了复杂性修改. .

关键字

特别提款权,运行时重新配置,OFDM BPSK, QPSK,减少地表铺面算法

介绍

根据无线通信技术的进步,客户的需求也增加了沟通在任何地方与不同的配件。无线通信的进步导致进化的非常有效的无线电接收器。软件定义的无线电提供一个有吸引力的本质可重构和多模操作。

特别提款权是硬件和软件的集合中所有收音机功能可以使用软件编码实现或处理系统固件。这些软件可以根据应用可变通讯系统。处理系统包括现场可编程门阵列(FPGA),数字信号处理器(DSP),通用处理器(GPP),可编程系统芯片(SoC)或其他特定于应用程序的可编程处理器[1]。特别提款权的使用技术允许新的无线功能,如第三代(3 g)和第四代(4 g)移动应用程序的功能添加到现有的生成和无线电系统而不需要新的硬件。

软件定义无线电(SDR)的移动硬件到软件,帮助减少无线电设备的复杂性。迁移到软件有很多优势,包括更好的功能,降低制造成本,规模较小的设备尺寸与更低的能耗,而且通常更大的质量,由于DSP算法不受寄生效应的方式硬件部分。但仍有更多的优势。该软件允许灵活性和重新配置[2]。

通过使用特别提款权技术一个家庭无线产品用于通信开发通用平台架构和大量的研究工作是在这个区域允许将很快进入市场的新产品。自软件重用在无线电产品,开发成本大大降低。这种类型的无线通信允许用户与任何他们需要沟通和交流以任何方式根据他们的愿望。例如视频通话可以在第三代。同样任何类型的应用程序可以包括在一个芯片上使用特别提款权。特别提款权工程师的主要优点是提供一个无线电收发机能够扮演的角色无绳电话、手机(GSM和CDMA),

体系结构

如框图所示,我们已经提出了一个特别提款权架构只有FPGA由于大规模的并行性和部分可重构能力的可用性。自新的FPGA提供公关模块,可以单独改变特定部分的FPGA,因此我们可以避免完成FPGA重构。嵌入式PowerPC和DSP片可以做GPP或DSP工作。因此也不需要使用专用的在大多数情况下,因为使用DSP控制的结合能力和信号处理能力。不同的解调技术配置最初将被加载到内存单元。

正交频分多路(OFDM)是欧洲标准的调制技术,如数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)系统。因此得到太多的关注,已经提出了许多其他应用程序,OFDM是一种多通道调制,将给定的信道分成许多并行的子信道或副载波,因此并行发送多个符号。订单(M)整个OFDM信号的每个副载波的订单的总和,占总数的状态可用OFDM信号。对于具有N个副载波OFDM

MOFDM = n NQAM

it

静态逻辑仍然加载功能,完全不受影响的部分文件。可重构逻辑取代部分的内容文件。将会有一个配置控制器静态模块的一部分。这个负责装卸的动态模块。PowerPC的命令将该控制器与重新配置数据[8][9]。

上面的图表显示了一些文件在FPGA部分可重构(PR)块。一些文件可以存储在OFDM。,QAM。BPSK.BIT。一些文件可以选择根据信噪比的值。

OFDMA

正交频分多路(OFDM)是一种传输技术,同时调节多个运营商。虽然他们的光谱重叠,传输多个运营商可以采用正交解调,前提是正确的时间窗口用于接收机。由于OFDM-based系统具有较高的频谱效率和健壮的对抗码间干扰和频率选择衰落通道,广泛选择欧洲数字音频/视频广播和无线本地/城域网的标准,而现在,它是用于大多数宽带无线通信系统[4]。

在每个副载波OFDM调制用于QAM,和没有过滤用于个人副载波。为每个OFDM符号数据分布在副载波:2位每个4-QAM使用时;6位每个如果使用64 QAM。OFDM时域波形的幅度和相位的总和了副载波在每个频率正弦信号使用。因为所有的副载波使用相同的符号时,OFDM波形也有这个符号。与OFDM系统的一个严重的缺点,然而,高peak-to-average功率比(地表铺面)的传输信号。高地表铺面介绍inter-modulation由于非线性失真和不受欢迎的带外辐射高功率放大器(HPA)。扭曲和辐射引起退化的比特误码率(BER)和高相邻信道干扰,分别。因此,它是可取的减少地表铺面的OFDM信号[12]。

的地表铺面是方程

FFT的计算可以通过使用大量毁灭,基数2算法。然后利用两个SLM我们可以选择在每个FFT信号以最小的地表铺面样本。

上述系统的信息信号接收器X (k)分为四个部分X1 (k), X2 (k)。X3 (k)。X3 (k)。后部门两个传输线计算,找出地表铺面比率。最后选择接收机的信号减少地表铺面比x1 (n), x2 (n), x3 (n), x4 (n)和组合四个信号传输线将x (n)。

,x (t)是输入信号的中心。发现FFT后它可以表示为x (n)。FFT可以伸缩,可以64 N, 128年,256年,512年、1024年和2048年。任何过滤用于消除这些波形不连续必然扭曲每个OFDM符号波形。由于OFDM波形生成单独从每个副载波的数据,任何过滤畸变增加维生素。OFDM不如挣值管理的宽容都过滤QAM信号,指出从比较各自的维生素与规范限制:OFDM为3%,10%或更多QAM [13]。

在这个BPSK和16-QAM使用的调制。输入的数量分为四个。这四个传输线是用来减少地表铺面。但通过分裂速度将降低。这可以纠正使用并行处理。循环前缀作为缓冲地区从前面的符号可以存储延迟信息。接收机必须排除样本的循环前缀有损坏由前在选择样本的OFDM符号象征。一般来说,循环前缀长度是由预期的持续时间多路通道的操作环境。

BPSK: BPSK是最简单的相移键控(相移键控)。它使用两个阶段中相隔180°,所以也可以称为2-PSK。它并不特别星座点的确切位置定位问题,在这个图实轴上显示,在0°、180°。

s (t)是调制信号的地方。QAM: - 16 QAM: 16-state正交调幅有四个我价值观和四个Q值的四位/符号。它有16个州因为24 = 16。理论带宽效率是4位/秒/ Hz。数据分成两个频道,我和Q,每个通道可以取两个阶段。在阶段并分别交各不相同。然而,16-QAM可以容纳两个中间振幅值。同时两位路由到每个通道。每个通道的两位,然后应用到各自的信道调制器。

QAM在本质上是可伸缩的状态。因此国家可以根据应用程序和功能选择大小。国家可以4、16、32、64和128。如果你还记得,在AWGN帖子的误码率计算,误差传播的概率计算1 + 1或通过集成的尾巴高斯概率密度函数为给定值的能量噪声比Eb /不,理论BPSK调制的比特误码率

根据我们可以选择调制的比特误码率。如果系统与高误比特率传输接收器发送一个反馈信号改变调制类型和发送消息了。

结果

仿真是通过使用Xilinx系统发电机和Matlab。的合成是通过使用Xilinx ISE软件。仿真结果数据所示。接收机的调制可以选择根据特性。这个功能是通过添加白噪声中提取通道。

结论

通过使用Xilinx FPGA实现开发的特别提款权。由于实现是通过使用运行时的帮助下重新配置,可以提高灵活性和性能。该地区也会减少。顶点的新Xilinx FPGA系列提供提供部分重新配置。可以减少地表铺面使用部分传输序列。

这个特别提款权接收机可以用于军事应用和4 g无线通信。使用运行时重新配置有助于改变编码根据应用程序。未来工作的优化算法如遗传算法可以用于和功率最小化。

引用

Neenu约瑟夫,P Nirmal kumar博士,安娜大学:——“功耗减少基于SDR的使用部分可重构FPGA”无线通信系统:vlsics - 2012
p .帕娃一owski, A . DAbrowski, p, p .界限A . PaAejko, t . Walenciak m .铁道部:——“软件定义无线电设计和实现完整的平台”,IEEE 2011
沈Zhongjun赵,永亮,元呗,:- - - - - -“BPSK调制解调器的设计和实现基于软件定义的无线电”,国际会议上仪器仪表、测量、计算机、通信与控制,2011
Chang Eon Shin Kyung -秀Rim, Youngok金:——“加权OFDM信号方案Peak-to-Average功率比降低OFDM信号”,IEEE车辆技术,62卷,3号,页1406 - 1410,March2013
h .吉田,h . Tsurumi和y铃木“宽带射频前端和软件执行过程在软件定义无线电中,“在Proc, IEEE阿明费。抛光工艺。会议。,vol. 4, pp. 2133–2137, 1999.
f .铆钉、y德瓦尔,j·b·Begueret d . Dallet d·贝洛,“破坏性软件定义无线电接收机架构基于采样模拟信号处理,“在Proc, IEEE射频中国。电路(芯片)电脑。,pp. 197–200, Jun. 3–5, 2007,.
答:阿比,“软件定义无线电接收机的路径,”IEEE j .固态保监会。42卷,没有。5、2007年5月,页954 - 966
FPGA运行时重新配置:两种方法:www。Altera.com
部分重构Virtex fpga在伊势12:www.xlinx.com
J Glossner D Inacu J陆E Hokenek和M Moudgill:——“软件定义通信基带设计”,IEEE通信杂志41卷,没有。1,第128 - 120页,2003年1月。
L .中国10 L, Z。燕和G,“多标准特别提款权基带平台,“在Proc, IEEE Int。Conf。计算机网络和移动计算。461 - 464年,2003页。
Chin-Liang Wang, Sheng-Ju Ku和Chun-Ju杨:——“低地表铺面评估方案OFDM信号及其应用SLM-Based地表铺面减少”IEEE选择杂志的主题在信号处理,4卷。3,637 - 646页,2010年6月
道江,Chunxing倪,丽丽关:——“小说相抵消SLM方案地表铺面mimo - ofdm系统没有信息,减少Alamouti IEEE信号处理信件,20卷,没有。2013年4月4日。