CN204013602U - 一种ofdm双调制解调方式的实现装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种OFDM双调制解调方式的实现装置，其发送端包括基带调制模块和指令接收单元；接收端包括基带解调模块、同步处理单元、信道均衡单元、SNRquant计算单元和指令发送单元。同步处理单元和信道均衡单元分别连接基带解调模块，同步处理单元和信道均衡单元的输出端接SNRquant计算单元的输入端，SNRquant计算单元的输出端连接指令发送单元。指令发送单元与指令接收单元通过无线信道相接。指令接收单元的输出端连接基带调制模块。本实用新型在调制解调方式的切换方面，系统不需要计算误码率，直接采用计算信噪比量化值的方式实现，这种方式采用的计算步骤较少，硬件实现简单，开销较少，且灵活度较高。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信系统领域，具体涉及一种OFDM双调制解调方式的实现装置。
背景技术
OFDM(正交频分复用)是一种高效率的通信技术方案，它既是一种调制技术，也是一种复用技术。OFDM自诞生之日起，就一直受到密切的关注，如今已被4G/B4G/5G标准所采用。目前，OFDM及其相关技术仍然是学术界的一个研究热点。在OFDM系统中，可以通过采用不同的调制解调方式对数据进行调制解调，比如经典的BPSK，QPSK，16QAM，64QAM，256QAM等调制解调方式。这涉及到一种叫做自适应调制解调的方法，这种方法的主要目的是根据系统在不同质量的信道环境下，为通信系统选择合适的调制解调方式以使系统的性能达到最优。
现有的OFDM调制方式仅选取以上列出的其中一种或者是选取多种。如果选取一种调制方式，那么就会因为调制方式单一失去灵活性。如果选取多种调制方式，势必增加系统实现的复杂性，由此大幅度提高硬件成本。事实上，较多的调制方式从现实的角度来说是冗余的，而且从硬件实现上来看会增加处理难度，会占用较多的硬件资源甚至增大系统的不稳定因素。此外，在调制解调方式的切换方面，现有的多种调制解调方式在进行切换前需要求取误码率，通过误码率求得信噪比，再改变调制方式，这种方法在实现上较为复杂，在复杂性和实时性上没有优势。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种OFDM双调制解调方式的实现装置，其具有一定的灵活性，较大的降低了实现复杂度，还具有较高的调制解调效率，是一种低成本，兼顾各种因素的且易于实现的OFDM系统。
为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种OFDM双调制解调方式的实现装置，包括发送端和接收端两部分。其中：
所述发送端包括扰码单元、卷积编码单元、分组交织单元、第一串并转换单元、映射单元、加导频单元、第二串并转换单元、IFFT单元、第一并串转换单元、加循环前缀单元、DA变换单元、射频发单元和指令接收单元；扰码单元连接卷积编码单元的输入端；卷积编码单元的输出端分为两路，一路连接分组交织单元的第一数据端口，另一路连接分组交织单元的第二数据端口；分组交织单元的两个输出分别与第一串并转换单元的两个输入端相连；第一串并转换单元有两路输出端，一路输出端与映射单元的第一数据端口连接，另一路输出端与映射单元的第二数据端口连接；映射单元的两个输出端与加导频单元的两个输入端相连；加导频单元的输出与第二串并转换单元的输入相连，第二串并转换单元的输出端与IFFT单元的输入端相连；IFFT单元的输出端接至并第一串转换单元的输入端，第一并串转换单元的输出端连接至加循环前缀单元的输入端；加循环前缀单元的输出端与DA变换单元的输入端相连，DA变换单元的输出端连接至射频发单元的输入端；指令接收器的输入端通过无线信道与接收端的指令发送器的输出端连接；指令发送器的两路输出端，一路与分组交织单元的控制端口相连，另一路与映射单元的控制端口相连。
所述接收端包括射频收单元、AD变换单元、去循环前缀单元、第三串并转换单元、FFT单元、第二并串转换单元、去导频单元、解映射单元、第三并串转换单元、解交织单元、译码单元，解扰码单元、同步处理单元、信道均衡单元、SNRquant计算单元和指令发送单元；射频收单元的输出端与AD变换单元的输入端连接；AD变换单元的输出端与去循环前缀单元的输入端相连；去循环前缀单元的输出端与第三串并转换单元的输入端相连，第三串并转换单元的输出端接至FFT单元的输入端；FFT单元的输出端分与第二并串转换单元的输入端相连；第二并串转换单元的输出端接至去导频单元的输入端；去导频单元的输出端分为两路，一路与解映射单元的解映射单元的第一数据端口相连，另一路与解映射单元的第二数据端口相连；解映射单元的两个输出端与第三并串转换单元的两个输入端相连接；第三并串转换单元有两个输出端，一路输出端与解交织单元的第一数据端口相连，另一路输出端与解交织单元的第二数据端口相连；解交织单元的两个输出端接至译码单元的两个输入端，译码单元的输出端与解扰码单元的输入端相连；同步处理单元的输入输出端连接在AD变换单元的输出端与去循环前缀单元的输入端之间；信道均衡单元的输入输出端连接在FFT单元的输出端与第二并串转换单元的输入端之间；SNRquant计算单元的输入端与同步处理单元和信道均衡单元的输出端相连，SNRquant计算单元的输出端与指令发送器的输入端相连；指令发送器有两个输出端，一个输出端通过无线信道与发送端的指令接收器连接，另一个输出端与接收端的解映射单元和解交织单元的控制端口相连。
发送端的射频发单元通过无线信道与接收端的射频收单元连接。
上述装置中，所述译码单元为采用硬判决方式的Viterbi译码单元。
上述装置中，所述指令发送单元和指令接收单元均为无线收发单元。
上述装置中，所述分组交织单元的第一数据端口为QPSK数据端口，分组交织单元的第二数据端口为16QAM数据端口；所述映射单元的第一数据端口为QPSK数据端口，映射单元的第二数据端口为16QAM数据端口；所述解映射单元的第一数据端口为QPSK数据端口，解映射单元的第二数据端口为16QAM数据端口；所述解交织单元的第一数据端口为QPSK数据端口，解交织单元的第二数据端口为16QAM数据端口。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1.系统采用两种调制解调方式，且两种调制解调方式结构简单。与多种调制解调相比，既有一定的灵活性，又减少了功能冗余，兼具灵活性和实用性。
2.系统所采用的两种调制解调方式适用于绝大多数信道环境，在不同质量的信道环境下可以实现快速自由切换，且硬件实现容易，开销大大减少。
3.在调制解调方式的切换方面，系统不需要计算误码率，直接采用计算信噪比量化值的方式实现，这种方式采用的计算步骤较少，硬件实现简单。
附图说明
图1为系统总体结构示意图。
具体实施方式
一种OFDM双调制解调方式的实现装置，包括发送端和接收端两部分。发送端通过无线信道与接收端连接。
参见图1上半部分，所述发送端包括扰码单元、卷积编码单元、分组交织单元、第一串并转换单元、映射单元、加导频单元、第二串并转换单元、IFFT单元、第一并串转换单元、加循环前缀单元、DA变换单元、射频发单元和指令接收单元。所述发送端的各单元的硬件连接情况如下：扰码单元通过卷积编码单元与分组交织单元相连，其中卷积编码单元的两路输出端，一路连接分组交织单元的分组交织(16QAM)的数据端口，另一路连接分组交织单元的分组交织(QPSK)的数据端口。分组交织单元(16QAM)与分组交织单元(QPSK)的输出分别与第一串并转换单元的两个输入端相连。第一串并转换单元有两路输出端，一路输出端与映射单元的映射单元(16QAM)连接，另一路输出端与映射单元的映射单元(QPSK)连接。映射单元(16QAM)的输出与映射单元(QPSK)的输出分别与加导频单元的两个输入端相连。加导频单元的输出与第二串并转换单元的输入相连，第二串并转换单元的输出端与IFFT单元的输入端相连。IFFT单元的输出端接至并第一串转换单元的输入端，第一并串转换单元的输出端连接至加循环前缀单元的输入端。加循环前缀单元的输出端与DA变换单元的输入端相连，DA变换单元的输出端连接至射频发单元的输入端，射频发单元最终将发送端的信息经无线信道发出。指令接收器的输入端通过无线信道与接收端的指令发送器的输出端连接；指令发送器的两路输出端，一路与分组交织单元的控制端口相连，另一路与映射单元的控制端口相连。
参见图1下半部分，所述接收端包括射频收单元、AD变换单元、去循环前缀单元、第三串并转换单元、FFT单元、第二并串转换单元、去导频单元、解映射单元、第三并串转换单元、解交织单元、译码单元，解扰码单元、同步处理单元、信道均衡单元、SNRquant计算单元、信道均衡单元和指令发送单元。所述接收端各单元的硬件连接情况如下：射频收单元接收射频信号，其输出端与AD变换单元的输入端连接。AD变换单元的输出端与去循环前缀单元的输入端相连。去循环前缀单元的输出端与第三串并转换单元的输入端相连，第三串并转换单元的输出端接至FFT单元的输入端。FFT单元的输出端与第二并串转换单元的输入端相连，第二并串转换单元的输出端接至去导频单元的输入端。去导频单元的输出端分为两路，一路与解映射单元的解映射单元(16QAM)的数据端口相连，另一路与解映射单元的解映射单元(QPSK)的数据端口相连。解映射单元(16QAM)的输出端与解映射单元(QPSK)的输出端分别与第三并串转换单元的两个输入端相连接。第三并串转换单元有两个输出端，一路输出端与解交织单元的解交织单元(16QAM)的数据端口相连，另一路输出端与解交织单元的解交织单元(QPSK)的数据端口相连。解交织单元(16QAM)的输出端与解交织单元(QPSK)的输出端分别接至Viterbi译码单元的两个输入端，Viterbi译码单元的输出端与解扰码单元的输入端相连，解扰码单元的输出端输出原始数据。同步处理单元的输入输出端连接在AD变换单元的输出端与去循环前缀单元的输入端之间。信道均衡单元的输入输出端连接在FFT单元的输出端与第二并串转换单元的输入端之间。SNRquant计算单元的输入端与同步处理单元和信道均衡单元的输出端相连，SNRquant计算单元的输出端与指令发送器的输入端相连。指令发送器有两个输出端，一个输出端通过无线信道与发送端的指令接收器连接，另一个输出端与接收端的解映射单元和解交织单元的控制端口相连。
所述发送端与接收端的射频部分采用经典结构，发送端与接收端均包括天线(800MHz-2700MHz)，发送端与接收端调制解调部分的数字信号处理部分采用Xilinx公司型号为xc7z020的FPGA芯片。
为保证精度，发送端的DA转换单元采用的DA芯片选用TI公司的TLV5616，精度为12bit，接收端的AD转换单元采用TI公司的ADS6122，精度为12bit。
Claims (4)
1.一种OFDM双调制解调方式的实现装置，包括发送端和接收端两部分，其特征在于：
所述发送端包括扰码单元、卷积编码单元、分组交织单元、第一串并转换单元、映射单元、加导频单元、第二串并转换单元、IFFT单元、第一并串转换单元、加循环前缀单元、DA变换单元、射频发单元和指令接收单元；扰码单元连接卷积编码单元的输入端；卷积编码单元的输出端分为两路，一路连接分组交织单元的第一数据端口，另一路连接分组交织单元的第二数据端口；分组交织单元的两个输出分别与第一串并转换单元的两个输入端相连；第一串并转换单元有两路输出端，一路输出端与映射单元的第一数据端口连接，另一路输出端与映射单元的第二数据端口连接；映射单元的两个输出端与加导频单元的两个输入端相连；加导频单元的输出与第二串并转换单元的输入相连，第二串并转换单元的输出端与IFFT单元的输入端相连；IFFT单元的输出端接至并第一串转换单元的输入端，第一并串转换单元的输出端连接至加循环前缀单元的输入端；加循环前缀单元的输出端与DA变换单元的输入端相连，DA变换单元的输出端连接至射频发单元的输入端；指令接收器的输入端通过无线信道与接收端的指令发送器的输出端连接；指令发送器的两路输出端，一路与分组交织单元的控制端口相连，另一路与映射单元的控制端口相连；
所述接收端包括射频收单元、AD变换单元、去循环前缀单元、第三串并转换单元、FFT单元、第二并串转换单元、去导频单元、解映射单元、第三并串转换单元、解交织单元、译码单元，解扰码单元、同步处理单元、信道均衡单元、SNRquant计算单元和指令发送单元；射频收单元的输出端与AD变换单元的输入端连接；AD变换单元的输出端与去循环前缀单元的输入端相连；去循环前缀单元的输出端与第三串并转换单元的输入端相连，第三串并转换单元的输出端接至FFT单元的输入端；FFT单元的输出端分与第二并串转换单元的输入端相连；第二并串转换单元的输出端接至去导频单元的输入端；去导频单元的输出端分为两路，一路与解映射单元的解映射单元的第一数据端口相连，另一路与解映射单元的第二数据端口相连；解映射单元的两个输出端与第三并串转换单元的两个输入端相连接；第三并串转换单元有两个输出端，一路输出端与解交织单元的第一数据端口相连，另一路输出端与解交织单元的第二数据端口相连；解交织单元的两个输出端接至译码单元的两个输入端，译码单元的输出端与解扰码单元的输入端相连；同步处理单元的输入输出端连接在AD变换单元的输出端与去循环前缀单元的输入端之间；信道均衡单元的输入输出端连接在FFT单元的输出端与第二并串转换单元的输入端之间；SNRquant计算单元的输入端与同步处理单元和信道均衡单元的输出端相连，SNRquant计算单元的输出端与指令发送器的输入端相连；指令发送器有两个输出端，一个输出端通过无线信道与发送端的指令接收器连接，另一个输出端与接收端的解映射单元和解交织单元的控制端口相连；
发送端的射频发单元通过无线信道与接收端的射频收单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种OFDM双调制解调方式的实现装置，其特征在于：所述译码单元为采用硬判决方式的Viterbi译码单元。
3.根据权利要求1所述的一种OFDM双调制解调方式的实现装置，其特征在于：所述指令发送单元和指令接收单元均为无线收发单元。
4.根据权利要求1所述的一种OFDM双调制解调方式的实现装置，其特征在于：所述分组交织单元的第一数据端口为QPSK数据端口，分组交织单元的第二数据端口为16QAM数据端口；所述映射单元的第一数据端口为QPSK数据端口，映射单元的第二数据端口为16QAM数据端口；所述解映射单元的第一数据端口为QPSK数据端口，解映射单元的第二数据端口为16QAM数据端口；所述解交织单元的第一数据端口为QPSK数据端口，解交织单元的第二数据端口为16QAM数据端口。
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