OFDM其应用课件.pptVIP

OFDM 的基本原理 为了更好的利用系统带宽，子载波的间距可以尽量靠近些。 靠得很近的FDM，实际中考虑到硬件实现，解调第一路信号时，已经很难完全去除第二路信号的影响了两路信号互相之间可能已经产生干扰了 OFDM 的基本原理 还能再近些吗？ OFDM 的基本原理 当两个子载波继续靠近，靠近近到完全等同于奈奎斯特带宽时，频带的利用率就达到了理论上的最大值。 继续靠近，间隔频率互相正交，因此频谱虽然有重叠，但是仍然是没有互相干扰的。神奇的OFDM~ OFDM 的基本原理 对限制在[0,2π]内的sin(t)信号，相当于无限长的sin(t)信号乘以一个[0,2π]上的门信号（矩形脉冲），其频谱为两者频谱的卷积。sin(t)的频谱为冲激，门信号的频谱为sinc信号（即sin(x)/x信号）。冲激信号卷积sinc信号，相当于对sinc信号的搬移。所以分析到这里，可以得出FDM的时域波形其对应的频谱如下： 限定在[0,2π]内的a·sin(t)信号的频谱，即以sin(t)为载波的调制信号的频谱 OFDM 的基本原理 sin(2t)的频谱分析基本相同。需要注意的是，由于正交区间为[0,2π]，因此sin(2t)在相同的时间内发送了两个完整波形。相同的门函数保证了两个函数的频谱形状相同，只是频谱被搬移的位置变了： 限定在[0,2π]内的b·sin(2t)信号的频谱，即以sin(2t)为载波的调制信号的频谱 OFDM 的基本原理 将sin(t)和sin(2t)所传信号的频谱叠加在一起，如下： a·sin(t)+b·sin(2t)信号的频谱 OFDM 的基本原理 频域上两个正交子载波的频谱对比图 a·sin(t)+b·sin(2t)信号的频谱 两幅图相似是因为基带信号在传输前，一般会通过脉冲成型滤波器的结果。 这样可以有效的限制带宽外部的信号，在保证本路信号没有码间串扰的情况下，既能最大限度的利用带宽，又能减少子载波间的各路信号的相互干扰。 OFDM 的基本原理 奈奎斯特准则的两个推论： 对于理想低通信道，奈奎斯特带宽W = 1/(2T) 对于理想带通信道，奈奎斯特带宽W = 1/T 从下图可以看出信号的实际带宽B是要大于奈奎斯特带宽W（低通的1/(2T)或者带通的1/T）的。 OFDM 的基本原理 列出奈奎斯特第一准则，还有一个重要目的就是说明下频带利用率的问题→_→ 。频带利用率是码元速率1/T和带宽B(或者W)的比值。 理想情况下，低通信道传实数信号，频带利用率为2Baud/Hz；带通信道传复数，频带利用率同样为2Baud/Hz 实际情况下，因为实际带宽B要大于奈奎斯特带宽W，所以实际FDM系统的频带利用率会低于理想情况。 OFDM 的基本原理 【图穷匕见的时刻】 →_→OFDM的子载波间隔最低能达到奈奎斯特带宽，也就是说（在不考虑最旁边的两个子载波情况下），OFDM达到了理想信道的频带利用率。 OFDM 的优势 频谱效率高 由于FFT处理使各子载波可以部分重叠，理论上可以接近奈奎斯特极限。以OFDM为基础的多址技术OFDMA(正交频分多址)可以实现小区内各用户之间的正交性，从而有效地避免了用户间干扰。这使OFDM系统可以实现很高的小区容量。 带宽扩展性强 由于OFDM系统的信号带宽取决于使用的子载波的数量，因此OFDM系统具有很好的带宽扩展性。小到几百kHz，大到几百MHz，都很容易实现。尤其是随着移动通信宽带化(将由￡5MHz增加到最大20MHz)，OFDM系统对大带宽的有效支持，成为其相对于单载波技术(如CDMA)的“决定性优势”。 OFDM 的优势 抗多径衰落 由于OFDM将宽带传输转化为很多子载波上的窄带传输，每个子载波上的信道可以看作水平衰落信道，从而大大降低了接收机均衡器的复杂度。相反，单载波信号的多径均衡的复杂度随着带宽的增大而急剧增加，很难支持较大的带宽(如20MHz)。 频谱资源灵活分配 OFDM系统可以通过灵活的选择适合的子载波进行传输，来实现动态的频域资源分配，从而充分利用频率分集和多用户分集，以获得最佳的系统性能。 价格优势 采用OFDM技术的系统可以放弃CDMA标准的使用，从而规避了高通公司的巨额专利费用的收取，更有利于降低系统成本。 OFDM 的实际应用 1998年7月，经过多次修改，IEEE802.11a标准组选择OFDM作为WLAN（工作于5GHZ波段）的物理层接入方案，目标是能提供6~54Mbit/s的数据速率，这是OFDM第一次被应用于分组业务通信当中。此后，ETSI、BRAN以及MMAC也纷纷采用OFDM作为其物理层的标准。 1999年IEEE802.11a通过了一个5GHZ的无线局域网标准，其中OFDM调制技