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OFDM原理概述 鲁照华 2008.5 内容提要 无线衰落信道的传播特性 单载波系统和多载波系统 OFDM系统的基本原理 OFDM系统的关键技术 内容提要 无线衰落信道的传播特性 单载波系统和多载波系统 OFDM系统的基本原理 OFDM系统的关键技术 无线衰落信道的基本特性（1） 由于移动台的运动，还会使无线信道呈现时变性，其中一种具体表现是会出现多普勒频移。 无线衰落信道的基本特性（2） 无线衰落信道的基本特性（3） 多径衰落造成的时间弥散性 对应一个发送脉冲信号，下图给出接收端接收的信号情况。 由于时延扩展，接收信号中一个符号的波形会扩展到其他符号当中，造成符号间干扰ISI。 无线衰落信道的基本特性（4） 信道的时变性和频率弥散性 信道的时变性是指信道的传递函数是随时间而变化的，即在不同的时刻发送相同的信号，在接收端收到的信号是不相同的。 时变性在移动通信系统中的具体体现之一就是多普勒频移（Doppler shift），即单一频率信号经过时变衰落信道之后会呈现为具有一定带宽和频率包络的信号，称为信道的频率弥散性。 频率弥散性会造成信道间干扰(InterChannel Interference, ICI) 无线衰落信道的基本特性（5） 内容提要 无线衰落信道的传播特性 单载波系统和多载波系统 OFDM系统的基本原理 OFDM系统的关键技术 单载波系统和多载波系统（1） 传统的频分复用（FDM） 正交频分复用（OFDM） 内容提要 无线衰落信道的传播特性 单载波系统和多载波系统 OFDM系统的基本原理 OFDM系统的关键技术 OFDM系统的基本原理（1） OFDM系统的基本原理（2） OFDM符号的调制原理 OFDM系统的基本原理（3） OFDM符号的解调原理 OFDM系统的基本原理（4） 子载波间的正交性－－时域描述 OFDM系统的基本原理（5） 子载波间的正交性－－频域描述 OFDM系统的基本原理（6） 子载波数目 在信号占用总频带不变且数字调制方法不变的情况 下，当子载波数即并行信道数越多时，信息的传输速 率越高，且其对于频率选择性衰落的承受能力更强 但同时其对时间选择性衰弱更敏感，表现为对同步， 特别是载波同步的要求非常的高，因为此时每个子载 波的信道变窄了。 随着子载波数的增加，子载波间的频率间隔也相对减 少，由信道多普勒扩展而引入的频偏将导致越来越大 的ICI即载波间干扰 同时随着载波数的上升，系统对于FFT以及IFFT模块 的要求会不断提高 OFDM系统的基本原理（7） 频率偏差带来的信道间干扰（ICI） OFDM系统的基本原理（8） 保护间隔与循环前缀－－无保护间隔 OFDM系统的基本原理（9） 保护间隔与循环前缀－－无循环前缀 OFDM系统的基本原理（10） 保护间隔与循环前缀－－加循环前缀 OFDM系统的基本原理（11） 带外泄漏 OFDM系统的基本原理（12） 带外泄漏解决的办法是加窗 OFDM系统的基本原理（13） 加窗后的功率谱密度 OFDM系统的基本原理（14） OFDM系统的基本原理（15） OFDM系统的主要优点： 把高速数据流进行串并转换，使得每个子载波上的数据符号长度增加，可以有效的对抗ISI，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输 可以最大限度的利用频谱资源，由于子载波之间的正交性，允许子信道的频谱相互重叠 正交调制和解调可以基于IDFT和DFT来实现 对于无线数据业务的非对称性，可以通过使用不同数量的子信道来实现上行和下行的不同传输速率 可以通过动态子信道分配的方法，充分利用信噪比较高的子信道，克服频率选择性衰落 OFDM系统的基本原理（16） OFDM系统的主要缺点 对频率偏差敏感，传输过程中的频率偏移，如多普勒频率，或者接收机的本振和发射机的载频之间的频差，都会破坏OFDM系统子载波之间的正交性，导致信道间的信号相互干扰 存在较高的峰均比，对发射机中放大器的线性要求较高 保护时间造成带宽损失 OFDM系统的基本原理（17） OFDMA相比CDMA优势 OFDMA系统更适合于MIMO技术的使用，更能发挥MIMO在频谱效率方面的优势 OFDMA系统实现简单，CDMA系统处理相对复杂 OFDMA比CDMA更适合自适调制编码方式AMC的应用 OFDMA比CDMA更适合宽带移动通信系统 内容提要 无线衰落信道的传播特性 单载波系统和多载波系统 OFDM系统的基本原理 OFDM系统的关键技术 OFDM系统的关键技术 1、同步技术 2、信道估计技术 3、峰均比 4、信道编码 5、信道时变性的影响 6、自适应技术 OFDM系统的关键技术 1、同步技术 2、信道估计技术 3、峰均比 4、信道编码 5、信道时变性