OFDM调制.ppt

OFDM 原理 多载波调制技术是一种并行体制，它将高速率的数据序列经串/并变换后分割为若干路低速数据流，每路低速数据采用一个独立的载波调制，叠加在一起构成发送信号，在接收端用同样数量的载波对发送信号进行相干接收，获得低速率信息数据后，再通过并/串变换得到原来的高速信号。如图1。图1 多载波传输系统原理框图 在多载波调制方式中，子载波设置主要有3种方案。图2（a）为传统的频分复用方案，它将整个频带划分为N个互不重叠的子信道。在接收端可以通过滤波器组进行分离。图2（b）为偏置QAM方案，它在3dB处载波频谱重叠，其复合谱是平坦的。 第三种方案为正交频分复用（OFDM）方案，要求各子载波保持相互正交。图2 子载波的两种设置方案 正交频分复用技术 OFDM作为一种多载波传输技术，要求各子载波保持相互正交。OFDM在发送端的调制原理如图816所示。N个待发送的串行数据经过串/并变换之后得到码元周期为Ts的N路并行码，然后用N个子载波分别多并行码进行2PSK调制，相加后得到的波形表示为 其中，An为第n路并行码， 为第n路码的子载波角频率 一个OFDM符号之内包括多个调制的子载波合成信号，每个子载波都可以受到PSK或者QAM调制。1( )cos0NttSAnmnnOFDM调制原理框图OFDM信号的频谱结构示意图 OFDM解调原理框图 用DFT实现OFDM的原理框图OFDM的优缺点缺点 (1）易受频率偏差影响（多普勒频移测试必须） (2）存在较高的峰均比优点 (1)频谱利用率很高，频谱效率比串行系统高近一倍。这一点在频谱资源有限的无线环境中很重要。OFDM信号的相邻子载波相互重叠，从理论上讲其频谱利用率可以接近Nyquist极限。 (2)抗多径干扰与频率选择性衰落能力强，由于OFDM系统把数据分散到许多个子载波上，大大降低了各子载波的符号速率，从而减弱多径传播的影响，若再通过采用加循环前缀作为保护间隔的方法，甚至可以完全消除符号间干扰。 (3)采用动态子载波分配技术能使系统达到最大比特率。通过选取各子信道，每个符号的比特数以及分配给各子信道的功率使总比特率最大。即要求各子信道信息分配应遵循信息论中的“注水定理”，亦即优质信道多传送，较差信道少传送，劣质信道不传送的原则 (4)通过各子载波的联合编码，可具有很强的抗衰落能力。OFDM技术本身已经利用了信道的频率分集，如果衰落不是特别严重，就没有必要再加时域均衡器。但通过将各个信道联合编码，可以使系统性能得到提高。 (5)基于离散傅立叶变换(DFT)的OFDM有快速算法，OFDM采用IFFT和FFT来实现调制和解调，易用DSP实现 OFDM同步同步保证频率（载波）不发生频偏 1 载波同步：接收端振荡频率和发送端载波 同频同相 2 样值同步：接收端和发送端抽样频率一致 3 符号同步：IFFT和FFT起止时刻一致峰均比（PAR） 定义峰值系数2|maxlog()10(102|)xnnPAR dBExnmax|log10)10(2|nKExnx降低PAR的方法 降低PAR的方法有：1）信号预畸变：在放大之前直接对大峰值功率信号进行预畸变，使信号不超过放大器的动态范围。常用的预畸变方法有：限幅和压缩扩张（c变换）2）编码3）非畸变减小PAR的方法 a 选择性映射（SLM） b 部分传输序列（PTS）其实质就是在给定的PAR门限值下做最合适的传输抗多径 OFDM可以有效的抗多径时延扩展 在OFDM串并转换后，符号周期变为原来的N倍，为了消除符号间的干扰，在OFDM每个符号间插入保护间隔。但这种情形由于多径传播的影响，会多载波的正交性造成破坏，为了消除整个影响，需要加入循环前缀。OFDM参数选择实例