OFDM简介－－内部培训.doc

一、OFDM可以有什么作用？ 系统的通信能力实际上受制于信道的传播特性。对于高速数据业务，发送符号的周期可以与时延扩展相比拟，甚至小于时延扩展，此时将引入严重的码间干扰，导致系统性能的急剧下降。 信道均衡是经典的抗码间干扰技术，在许多移动通信系统中都采用了均衡技术消除码间干扰。但是如果数据速率非常高，采用单载波传输数据，往往要设计几十甚至上百个抽头的均衡器，这不啻是硬件设计的噩梦。 OFDM系统既可以维持发送符号周期远远大于多径时延，又能够支持高速的数据业务，并且不需要复杂的信道均衡。 主要优点： OFDM可以有效地对抗多径传播所造成的符号间干扰,其实现复杂度比采用均衡器的单载波系统小很多 在变化相对较慢的信道上，OFDM系统可以根据每个子载波的信噪比来优化分配每个子载波上传送的信息比特,从而大大提高系统传输信息的容量 OFDM系统可以有效对抗窄带干扰,因为这种干扰仅仅影响系统的一小部分子载波 每个子载波互相之间有部分重叠，因此有效的提高了带宽效率 。。。。。。 主要缺点： OFDM对于载波频率偏移和定时误差的敏感程度比单载波系统要高 系统中的信号存在较高的峰值平均功率比,使得它对放大器的线性要求很高 二、OFDM调制如何实现正交？ 一个OFDM符号之内包括多个经过调制的子载波的合成信号，其中每个子载波都可以受到相移键控（PSK）或者正交幅度调制（QAM）符号的调制。如果N表示子信道的个数，T表示OFDM符号的宽度，di（i=0,1,…,N-1）是分配给每个子信道的数据符号，fc是第0个子载波的载波频率。Rect（t）=1，︱t︱≤T/2，则从t=ts开始的OFDM符号可以表示为： 在多数文献中，通常采用复等效基带信号来描述OFDM的输出信号，其中实部和虚部分别对应于OFDM符号的同相和正交分量，在实际中可以分别与相应子载波的cos分量和sin分量相乘，构成最终的子信道信号和合成的OFDM符号。 出了一个OFDM符号内包括4个子载波的实例。其中所有的子载波都具有相同的幅值和相位，但在实际应用中，根据数据符号的调制方式，每个子载波的幅值和相位都可能是不同的。每个子载波在一个OFDM符号周期内都包含整数倍个周期，而且各个相邻子载波之间相差1个周期。这一特性可以用来解释子载波之间的正交性。 根据上式可以看到，对第j个子载波进行解调可以恢复出期望符号dj。而对于其他载波来说，由于在积分间隔间内，频率差别（i-j）/T可以产生整数倍个周期，所以其积分结果为零。 三、DFT和FFT 傅立叶原理表明：任何连续测量的时序或信号，都可以表示为不同频率的正弦波信号的无限叠加。为了在科学计算和数字信号处理等领域使用计算机进行傅里叶变换，必须将函数xn 定义在离散点而非连续域内，且须满足有限性或周期性条件。蝶形运算tone CDMA 略 四、跳频OFDM OFDMA方案中还可以很容易地引入跳频技术，即在每个时隙中，可以根据跳频图样来选择每个用户所使用的子载波频率，与直扩CDMA或者MC-CDMA相比，跳频OFDMA的最大好处在于为小区内的多个用户设计正交跳频图样，从而可以相对容易地消除小区内的干扰。 OFDMA与MC-CDMA之间的主要差别在于：在OFDMA系统中，用户仅仅使用所有子载波当中的一部分；而MC-CDMA系统中，所有用户都要同时使用所有的子载波。因此，MC-CDMA系统中为了区分不同的用户，需要为每个用户分配一个正交或者近似正交的扩频码，但是由于多径衰落会对正交扩频码造成一定的畸变，所以它们之间的正交性会遭到破坏。因此在MC-CDMA系统中需要使用复杂性较高的均衡技术，但这又会带来信噪比的损失，同时，也使得MC-CDMA针对单载波系统的优势有所减弱。然而对于OFDMA系统来说就不会存在上述的问题，由于在同一时隙中，小区内的用户分别使用不同的子信道，因此只要不同用户之间的定时偏差和频率偏差足够小，OFDMA系统内就不会存在小区内的干扰。而对于CDMA系统来说，小区内干扰是限制系统容量的主要因素，因此OFDMA的系统容量应该大于MC-CDMA系统以及DS-CDMA系统的容量。 ·由于OFDMA系统可以不受小区内干扰的影响，而对于DS-CDMA和MC-CDMA系统来说，这种干扰则是主要的干扰源，因此OFDMA系统可以获得更大的系统容量。 ·OFDMA可以灵活地适应带宽要求。OFDMA通过简单地改变所使用的子载波数量，就可以适用于特定的传输带宽。而DS-CDMA和MC-CDMA系统，由于使用固定的扩频码片速率，所以它们要求固定的并且相对较大的传输带宽。 ·当用户的传输速率提高时，DS-CDMA系统和MC-CDMA系统的扩频增益有所降低，这样就会丧失扩频系统的好处。而OFDMA如与动态信道分配技术结合使用，则可支持高速数据的传输。 十、MIMO O