OFDM通信系统幻灯片.ppt

* * * * * * * * * 角标k表示了第k个并行的受调数据及第k个子载波，为频域的序号； 而角标n表示了一个OFDM符号以T/N为周期进行抽样的第n个抽样点，为时域的序号。 x(n)与X（K）则是离散傅立叶变换对。X（K）经过IFFT后，实现了并行数据的正交多载波调制。 我们把X（K）叫做频域抽样信号，x(n)叫做时域抽样信号。 * * 其中W（k）是高斯白噪声经FFT变换得到的 * 在一个通信系统中，同步是非常重要的，如采用同步解调或相干检测时，接收机需要提取一个与发射机载波同频同相的载波； 同时还要确定符号的起始位置。 * OFDMA技术与OFDM技术相比，每个用户可以选择信道条件较好的子信道进行数据传输，而不像OFDM技术在整个频带内发送，从而保证了各个子载波都被对应信道条件较优的用户使用，获得了频率上的多用户分集增益。在OFDMA中，一组用户可以同时接入到某一信道。 使用FFT的OFDM系统 换句话说，N个并行的符号X(k)经过反傅立叶变换，得到一组序列 x(n)， n=0，1，...N-1 ，被叫做一个OFDM的符号 以T/N为周期进行抽样，得到的离散序列为 使用FFT的OFDM系统 （保护间隔） 保护间隔 Cyclic Prefix 在OFDM系统中保护间使用了循环前缀(CP) 相邻的两个符号被一段时间隔离 防止符号间干扰 （ISI） 为符号时间同步提供方便* 加入保护间隔的OFDM符号波形 /符号样值 * 增加了 时域保护间隔的OFDM 系统结构 关于时域保护间隔的问题 时域保护间隔的长度的取值 大于信道多径传输时延 时域保护间隔带来的问题 频带利用率降低 对于给定带宽B，子载波个数N越大，频带利用率越高 前后时域保护间隔 OFDM信号频谱成型滤波 (D/A)及射频调制 f t S(t) f OFDM系统接收端模型 OFDM系统接收端模型 假设： 理想信道 忽略高斯噪声 理想本振 理想同步 OFDM系统接收端模型 角标k表示了第k个并行的受调数据及第k个子载波，为 频域的序号； 角标n表示了一个OFDM符号以T/N为周期进行抽样的第n 个抽样点，为时域的序号。 OFDM系统接收端模型 由于各个子载波的正交特性，特定点始终为0； 传输信号的子载波上的响应为1。 OFDM时域信号特征 基于大数定理，发端信号经过IFFT变换后（OFDM时域信号）呈均值为0的高斯信号分布 该时域信号信号不像单载波系统那样存在规则的眼图 时域信号的峰值可能很大，信号峰均比（Peak to Average Power Ratio, PAPR）的值很大 峰均比大的信号对发端功率放大器的要求很高 * 信号呈高斯分布，PAPR很大 发端OFDM信号pdf分布实例 * 发端放大器的输入输出曲线例 Normal amplifier response Input Output Linear range 非线性区间，输出信号产生削顶现象 * 削顶后的OFDM时域信号分布 * 其他特性 滤波器对系统特性的影响 * Signal Constellation with different lowpass filters R=0.5; % roll-factor delay=3; % number of side lobes * Signal Constellation with different lowpass filters R=0.2; % roll-factor delay=3; % number of side lobes * Signal Constellation with different lowpass filters R=0.2; % roll-factor delay=5; % number of side lobes * OFDM时域信号特性总结 呈高斯分布 发端信号可能被削顶 收端A/D变换其的最大区间要选择的合适 接收端需要采取同步策略，以确定OFDM时域信号的FFT起始时刻的位置 * OFDM 关键技术 最大功率与平均功率的比值问题 同步问题 信道响应估计问题 载波频率误差问题 采样时钟偏差问题 后面的章节逐一讲解 OFDM系统同步问题分析 为什么要进行同步？ 发射机与接收机的载波频率偏差； 发射机与接收机采样的频率偏差； 发射机与接收机定时偏差。 O