SE519682C2 - Digital demodulator i ett flerkanalssystem - Google Patents

Description

20 25 30 35 519 682 2 förvrängningar, i vilket fall den ej är en god återbildning av den utsända signalen. Detta kan åtgärdas genom en anordning för kompensering efter demodulatorn. En sådan anordning kräver dock att demodulatorn avger nünst två digitala data, så kallade sampel, per symbolintervall i varje kanal. Onl de mottagna, överförda, symbolerna är komplexa kommer, enligt vad som har nämnts ovan, två komplexa sampel att avges per symbolintervall i varje kanal. För att åstadkomma detta i ett OQAM-systenl har hittills erfordrats en stor mängd räkneoperationer, vilket har gjort sådana system dyra och komplicerade.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN: Det problem som löses genom föreliggande uppfinning är att åstadkomma en demodulator för bruk i ett flerkanalssystem av OQAM-typen, vilken demodulator med ett minimum av räkneoperationer genererar två sampel per symbolintervall i varje kanal. I en föredragen utföringsform är de symboler sonlöverförs komplexa, varvid två komplexa sampel genereras per symbolintervall i varje kanal.

Detta problem löses av föreliggande uppfinning genom en metod och en anordning där en demodulator arbetar med dubbla beräkningsfrekvensen jämfört med den modulator som har genererat signalen, samt att uttrycket för den utsignal som fås från demodulatorn skrivs om som två uttryck vilka svarar mot utsignalerna från kanaler med udda respektive jämna nummer. De omskrivna uttrycken är på en form som kan beräknas med hjälp av Invers Fouriertransform, IFFT.

En seriell sekvens av modulerade data, innehållande maximalt N st kanaler, tas emot och ansluts till en seriell-till-parallell omvandlare. Att datat innehåller maximalt N st kanaler innebär i den modulerade signalen att det finns N komplexa sampel per symbolintervall. Det parallella utdatat från omvandlaren ansluts till en 10 15 20 25 30 35 n. ... . . .. .. .f .~.=. .. f. . a. a. v. v; n . .- , .. . .f f. f- u . . _ h. . . . _., ... . i. v -. | ø. .. . » . . . . r .f .. H n w. 3 filterbank, innefattande N/2 filter. Filterbanken producerar utdata i två grenar. Utdata i respektive gren svarar mot de ovan nämnda uttrycken för utsignaler för kanaler med udda respektive jämna nummer, vilket gör att utdata från respektive gren kan anslutas till ett medel för IFFT, varigenonlerhålles den önskade demodulerade signalen.

Serie-till-parallell omvandlaren bearbetar N/2 indata åt gången. Hela demodulatorn bearbetar data i en takt som är dubbelt så hög som den takt med vilken den modulator som har skapat den av demodulatorn mottagna signalen arbetar.

Eftersom.den filterbank som ingår i demodulatorn producerar N/2 utdata i tvâ grenar produceras följaktligen N stycken utdata per N/2 mottagna indata.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA: följande att beskrivas detaljerat med hjälp av utföringsexempel och de bifogade Uppfinnningen kommer i det ritningarna, där Fig 1 visar ett principiellt blockschema för en demodulator i ett flerkanalssystem av OQAM- typen, och Fig 2 visar uppbyggnaden av enl demodulator enligt uppfinningen, och Fig 3 visar ett filter för bruk i en filterbank i en demodulator enligt uppfinningen, och Fig 4 visar en filterbank för bruk i en demodulator enligt uppfinningen, ' med tillhörande anslutningar, och Fig 5 visar en anordning för fasrotation i en demodulator enligt uppfinningen, och 10 15 20 25 30 519 682 .u u, 4 Fig 6 visar ett flödesschema över en nætod enligt uppfinningen.

FÖREDRAGNA UTFöRINGsFoRMER= I fig 1 visas ett principiellt blockschema för en demodulator i ett flerkanalssystem av OQAM-typen. In till demodulatorn kommer en seriell strönl x(nU av komplexa sampel, ut från demodulatorn kan maximalt komma N stycken parallella kanaler med digitala data.

Som framgår av fig 1 innefattar demodulatorn för var och en av kanalerna följande operationer: - frekvensskiftning, 10 - filtrering, 20 - reducering av antalet sampel, 30 Utsignalen från demodulatorn i fig 1 kan tecknas som Z" : __ ,n)e.f(2ï'm-ur-§)n ( l) där h(m) är respektive filters impulsrespons.

Betrakta nu de av de N kanalerna som har jämna nummer.

Genom att skriva om uttrycket (1) ovan kan demodulatorns utsignaler för dessa kanaler tecknas som : N/Z/l 22~= Z Zhx n::0 m' Uttrycket (2) kan beräknas med hjälp av en N/2-punkters Invers Fouriertransform (IFFT) som Zm(i)=ïFFT(C1Mm)+C2Mm)) (3) där 10 15 20 25 30 h) U1 H- f.. . . .i .~ w Vf., m m | v ~ -| »v 1- 1. v » -» . v. m-u f .. .v 1. ~ , . . _ ,, . .- . s..~ - s a _ . n.. ; ~. . > . . x . . . . v» | l . v - .f | f f - . t» .i -=.| .1 - - H n. 5 cl, (m) = 2 h(m+N/4+m'N)x(iN/2-m-N/4-m'N) (4) och C2i(m) = Z h(m+m'N-N/4)x(iN/2-m-m'N+N/4) (5) Utsignalerna hos de av de N kanalerna som har udda nummer kan uttryckas som N/z-l . . -zx -1- z2n+,(f) = Z (C1,.(m) - C2,,(m))e'1"e'ï""e*'fi"'" (6) m=0 Även uttrycket (6) kan uttryckas med hjälp av en N/2- punkters IFFT enligt: z2n+.=IFF1-*((Clium-Cmufl)>e*'“*”'"e'f"*> m där CL(m) och C2¿m) anges ovan.

I fig 2 visas ett principiellt blockschema för en demodulator 100 enligt uppfinningen. Som framgår av fig 2 innefattar demodulatorn 100 en seriell-till-parallell omvandlare (S/P) 110, en filterbank 120 vilken har dubbelt så många utgångar som ingångar, ett medel 130 för fasrotation samt minst ett medel 140,150 för IFFT.

S/P-omvandlaren 110 tar in N/2 stycken komplexa sampel åt gången, där N är maximala antalet kanaler i den modulator som har använts för att generera signalen, varför N även blir antalet komplexa sampel per symbolintervall in till demodulatorn. Dessa N/2 komplexa sampel bearbetas sedan i övriga delar av demodulatorn 100, varefter ytterligare N/2 komplexa sampel tas in och bearbetas. All bearbetning i demodulatorn går med dubbla den beräkningstakt som har använts i den modulator som har använts för att generera signalen. 10 15 20 25 30 u» n. . u .. f. . - . . 1. .; w n -. n' -v f. - . .= . x. 1 ~. n» =\ . . v =,.« v n. | » |. -.. 1 ». ;. . ». . ». 1, » - l . 1 z a n . v .v I S. ... 6 I fig 3 visas ett exempel på ett filter 300 ingående i filterbanken 120. Filtret 300 är komplext, med andra ord kan den i ritningen visade ingången i själva verket ta emot både realdel och imaginärdel i ett komplext tal, och filtrets två utgångar, A och B, är även de komplexa, vilket innebär att både A och B innehåller såväl realdel som imaginärdel. För tydlighetens skull visas i samtliga ritningar komplexa signaler med en enkel linje.

Filtret 300 är ett så kallat Finite Impulse Response filter, FIR-filter. I det visade exemplet har FIR-filtret N/2-1 fördröjningselement 310, 320, 330, visade som element för N/2 koefficienter, numrerade 1%-hwzu och multiplikation med zH.Antalet koefficienter skall bara ses som ett exempel, vilket kan varieras mellan olika applikationer. Hur antalet koefficienter och koefficienternas värde bestäms är välkänt för fackmannen och kommer inte att skildras närmare här.

Det data som erhålles på filtrets utgång A är summan av sampel från samtliga fördröjningselement 310, 320, 330 i filtret 300. A nwtsvarar således summan av Cl och C2 i uttrycken 4 och 5 ovan, med andra ord C1 + C2. Utdatat från filtret 300 kan med andra ord anslutas till ett medel för IFFT 140, 150, varigenom uppnås den önskade funktionen enligt uttrycket (3) ovan.

Samplen i A är, som framgår av fig 1, viktade med olika koefficienter. Valet av dessa koefficienter kommer ej att skildras närmare här, då det ej är en grundläggande beståndsdel i uppfinningen. 0 Det data som erhålles på filtrets 300 utgång B är differensen mellan de sampel i filtret som har viktats med koefficienter med jämna nummer och de sampel i filtret som har viktats med koefficienter: med udda nummer, vilket 10 15 20 25 30 LU ' LTI :w f. . . 4- v- . . . - .n m U « u . .i f.. -1 v. - . f- . .. f u . a. .. .I i . . i - . . u _.. ».| > »- 1 . , . «~ f. - - . . v | . | . »ß .1 1 .x v, ~ | | 7 motsvarar differensen mellan Cl och C2 i uttrycken ovan, således Cl-C2. Utdatat B från filtret motsvarar med andra ord uttrycket (7) ovan, med undantag för fasrotationen.

I fig 4 visas ett exempel på den typ av filterbank 120 som ingår i. demodulatorn 100 enligt uppfinningen. Exemplet avspeglar en utföringsform där N = 8. Som framgår av fig 4 innefattar filterbanken N/2 filter, i det aktuella exemplet således 4 stycken filter, numrerade från 0 till N/2-1.

Eftersom varje filter i filterbanken har två utgångar och en ingång, och demodulatorn tar in N/2 komplexa sampel, kommer således filterbanken att få N stycken utdata vid N/2 indata.

Av fig 4 framgår vidare hur anslutningarna av utdata från varje filter 300 i filterbanken 120 görs. Varje utgång hos varje filter ansluts till den utgång i filterbanken vars nummer är filtrets nummer minus N/4, reducerat modulo N/2.

Utgången hos filter nummer k ansluts således till filterbankens utgång nummer [(k-N/4) mod (N/2)].

I fig 5 visas hur fasrotationen åstadkommes. I det exempel som visas i fig 5 är N = 8, vilket bara är ett specialfall som visas för tydlighetens skull. På grund av att N = 8 blir exponenten i uttrycket (7) ovan emflfiflfl.

Fasrotationen uppnås med hjälp av två stycken på varandra följande medel för multiplikation. Signalen ansluts först till ett medel för multiplikation med uttrycket emum från uttrycket 7 ovan, och därefter till ett medel för multiplikation med uttrycket el”. Soul nämnts ovan blir uttrycket ewhm i exemplet med N=8 lika med emflfl Den enda kvarvarande variabla faktorn i. exponenten är' alltså ny vilken varierar från 0 till N/2-1. I fallet med N = 8 innebär detta sålunda att exponenten varierar från 0 till j3n/4, vilket även framgår av fig 5. 10 15 20 519 682 8 Efter den ovan nämnda multiplikationen ansluts signalen till ett medel för multiplikation med uttrycket eyß vilket även kan uttryckas som multiplikation med (-1)K Den sålunda fasroterade signalen anslutes till ett medel för IFFT 140,150. Detta medel för IFFT kan vara samma som det som används för signalen A ovan, eller ett separat medel för IFFT.

I fig 6 visas ett flödesschema över de huvudsakliga stegen i en metod enligt uppfinningen, vilket flödesschema följer det som ovan har beskrivits i anslutning till fig 2-5.

Nämnas bör att de antal filterkoefficienter, kanalantal, etcetera som har visats ovan enbart är exempel på antal, vilka har visats för att tydliggöra uppfinningen.

Det bör även nämnas att istället för Invers Fast Fourier Transform, IFFT, kan uppfinnningen använda sig av Fast Fourier Transform. För att kunna använda FFT istället för IFFT i uppfinningen krävs att utgångarna på filtren i filterbanken ansluts på ett sätt som är anpassat till FFT.

Claims (2)

10 15 20 25 30 519 682 9 PATENTKRAV

1. Anordning (100) för att vid demodulering i ett system för seriell överföring av digital information i form av symboler Quadrature Amplitude Modulation på komplexa med hjälp av flerkanals-Offset maximalt N kanaler skapa tvà sampel utdata per symbolintervall i varje kanal, vilken anordning innefattar medel för omvandling av data (110), (130), fràn seriell till parallell form en filterbank (120) samt medel för fasvridning vilken anordning avger två sampel per mottagen symbol, k a n n e t e c k n a d d a r a v att - den innefattar minst ett medel (l40,l50) för invers Fouriertransform, IFFT, - den innefattar* medel (l20,300) för att skilja ut de utsignaler som motsvarar de av de maximalt N kanalerna i insignalen som har jamna nummer från de av de maximalt N kanalerna som har udda nummer.

2. Metod för att vid demodulering i ett OQAM-system vilket överför digital information i seriell form av komplexa symboler på maximalt N kanaler skapa två sampel utdata två sampel utdata per symbolintervall i. varje kanal, vilken metod innefattar: - omvandling av N/2 komplexa sampel från seriell form till parallell form, - utfiltrering av data som härrör från de av de maximalt N kanalerna med udda respektive jämna nummer, - fasrotation av data från kanaler med udda nummer, - transformering med hjälp av IFFT av data från kanaler med udda respektive jämna nummer, 519 682 10 varvid metoden genomförs i en beräkningstakt som är dubbelt så hög som beräkningstakten i. den modulator som har använts for att skapa signalen.