用ofdm把高数据率压缩在窄宽带中

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1、用OFDM把高数据率压缩在窄宽带中

2、第1内容加载中...一个OFDM符号是时间周期Ｔ内Ns频率副载波求和，起始时间是ts。多元乘子dk代表第k个副载波的调制信息。观察该方程式的极限结果，每个副载波在符号期间具有一个整数周期(图１）。假若用S(t)乘频率信号I/T，解调第I个副波载波，然后积分结果，得到：500)this.style.ouseg(this)">注意，对第I个副载波，其积分结果是由ＯＦＤＭ符号时间定标的多元乘子di。对于任何其他副载波，其结果是零，因为在一个整数周期内取正弦波积分。在各个副载波的频域图中可以

3、容易地看到所选择正交副载波的影响（图2a）。各个副载波在适当的频率补偿处是正弦函数，500)this.style.ouseg(this)">因为在正弦波求和处为矩形窗口。每个副载波的峰值在频率上对应其他副载波的零点。因此，这可以分离解调每个副载波，尽管频谱都是重叠的。副载波求和导致频谱顶端是近似平直的(图2b）。副载波数大,所导致的带内频谱就较平直,带外延伸也较少。编码和交错OFDM的一个重要特点是其抗深、窄衰落。在单载波系统中，深衰落可消除整个信号。因为OFDM频谱是由很多载波组成的，所以用前向纠错(FEC)编码可补

4、偿少量载波的丢失。编码OFDM(有时称之为COFDM）往往用两个链接码以及至少一个交错器来改正信道引起的错误和载波差相干扰。编码和交错之后，二进制信号变换为调制的符号，通常为Ｍ－QAM或Ｍ－PSK(见图３）。OFDM利用信道估算和改正的系统来改进信号接收。某一频率和／或时序间隙供已知导频信号的传输用。这些信号有助于估值信道特性并校正它们。导频可以几种方式插入。一种方法是在每个OFDM符号的不同频率间隙分散导频。从导频信号的被测参量，可用外推法求每个副载波的信道时间和频率效应。另外一种方法是周期地发送全部OFDM符号做为

5、组合导频。在这些导频符号期间测量所有频率的信道效应。用设置副载波频率中的少数导频跟踪剩余数据符号包中的频率漂移。IFFT/FFT把下式与S(t)相比较：500)this.style.ouseg(this)">它们具有相似性，这允许用ＩFFT在正交频率进行数据符号和导频的有效变换。对接收信号进行相反运算，用FFT变换正交频率为接收符号。在FFT／IFFT单元之前，串行信号变换为并行信号，对所有副载波同时执行变换。变换之后，信号变换回串行数据流。500)this.style.ouseg(this)">ISI中传输信号的时延

6、拷贝与所需要的接收信号相干扰，ISI是多通路传播引起的主要问题。假若信号拷贝达到数据符号时延（用称之为延迟扩展的量量测）的较大比例，则可产生符号误差。增加安全时间可使一个OFDM符号几乎完全避免小于预定值的延迟扩展。安全时间或循环首标是OFDM符号的最后部分的拷贝，把它加到符号的开始，通常选择安全时间至少为最大所期望的延迟扩展的４倍（见图４a）。只要安全时间大于ＲＦ信道中的最长有效延迟就能保证正交。在这种情况下，前一个符号的时延能量在安全时间结束及新符号开始前将耗尽，而所需要信号的延迟拷贝在符号时间仍将具有整数周期数(

7、见图4b）。为使频带外延伸最小，必须限定OFDM符号的视窗。要做到这点而不用减少数据，往往在符号末端增加循环首标(见图4a）。这很像安全时间，拷贝OFDM符号的开始并添加在末端。用循环首标和后标，可安全地应用视窗，而对信号的完整性没有干扰(见图4c）。在末端可强迫OFDM符号为零而不改变符号时间中的波形(见图4d）。用不同方法可实现同步。一种方法是用OFDM符号的循环首标。因为首标是OFDM符号末端的拷贝，此拷贝可用于锁定信号。在没有特别的同步符号可用时，这是一种可用的、较好的盲同步法。另一种方法是用特殊的符号（如前面

8、所提到的组合导频)来同步发送器和接收器。这种方法比盲同步方法更快且更精确。OFDM问题解调具有精确精度的OFDM的能力依赖于很好的正交。假若所需要的副载波的峰值频率与其他频率的零点不能完全一致，则导致载波间干扰（ICI）。这是由相位噪声，频率补偿、多普勒漂移和超出OFDM符号安全时间的延迟扩展引起的。用导频副载波统调信道和系统非理想性可减弱这些影响。500)this.style.ouseg(this)">一个主要的实现问题是峰值对平均功率(PAP)问题。OFDM符号是由Ｎs正弦波的和构成的，每一个正弦波具有给定的相位。

9、当这些相位能很好地分布时，其合成信号在峰值和平均功率之间有一个比较小的偏差(见图5a）。然而，有时相位统调是以很多副载波有相同相位这种方式进行的。在这些条件下，峰值输出功率可远远大于平均功率。在最坏的情况下，所有Ns副载波将具有相同的相位，结果峰值功率是平均功率的Ns倍(见图5b）。这种大动态范围使得Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ变换器的选择更困