LTE关键技术之OFDM讲座培训PPT.ppt

通过本文档的学习，您可以掌握以下技能： OFDM的起源 为了解决低效利用频谱资源问题，在20世纪60年代提出一种思想，即使用子信道频谱相互覆盖的并行数据传输和FDM，要求每个子信道内承载的信号传输速率为b，而且各子信道在频域的距离也是b，这样可以皮面使用高速均衡，并且可以对抗窄带脉冲噪声和多径衰落，而且还可以充分的利用可用的频谱资源。（OFDM的雏形） 随即，这种技术就被应用到多种高频军事系统中，其中包括KINEPLEX，ANDEFT以及KNTHRYN等。 OFDM的发展和现状 1971年，Weinstein和Ebert把离散傅里叶变换（DFT）应用到并行传输系统中，作为调制和解调的一部分，这样就不再利用带通滤波器而是经过基带处理就可以实现FDM。（OFDM形成） 20世纪80年代中期，欧洲在数字音频广播（DAB）方案中采用了这种并行传输方法，使得OFDM开始受到关注并且得到广泛应用。 20世纪80年代后，OFDM渐渐在数据音频广播（DAB）、数字视频广播（DVB）、基于IEEE802.11标准的无限本例局域网（WLAN）以及有线电话网上基于现有铜双绞线的非对称高比特率数字用户线技术（如ADSL）中得到了广泛应用。 Wi-Fi和WiMAX技术的兴起更是使得OFDM成为一种“时髦”的技术。 3GPP LTE也采用了OFDM技术，预计未来的B3G技术也将基于OFDM。 什么是OFDM OFDM（正交频分复用：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是一种特殊的多载波传输方案，它可以被看作一种调制技术，也可以被当作一种复用技术。OFDM结合了多载波调制(MCM)和频移键控(FSK)，把高速的数据流分成多个平行的低速数据流，把每个低速的数据流分到每个单子载波上,在每个子载波上进行FSK。 选择OFDM的一个主要原因在于该系统能够很好地对抗频率选择性衰落或窄带干扰。 LTE系统下行多址方式为正交频分多址（OFDMA），上行为基于正交频分复用（OFDM）传输技术的单载波频分多址（SC-FDMA）。 OFDM将频域划分为多个子信道，各相邻子信道相互重叠，但不同子信道相互正交。将高速的串行数据流分解成若干并行的子数据流同时传输 OFDM子载波的带宽 信道“相干带宽”时，可以认为该信道是“非频率选择性信道”，所经历的衰落是“平坦衰落” OFDM符号持续时间 信道“相干时间”时，信道可以等效为“线性时不变”系统，降低信道时间选择性衰落对传输系统的影响 OFDM的正交性 OFDM的正交性 DFT和IDFT定义 OFDM系统原理 OFDM系统原理 OFDM基带信号的生成 保护间隔(Guard Interval)和循环前缀(cyclic prefix) 保护间隔(Guard Interval)和循环前缀(cyclic prefix) OFDM的调制解调原理 IFFT实现OFDM调制 OFDM帧检测和同步方法 利用短训练序列作相关，在OFDM符号流中寻找帧的开始位置 OFDM信道估计与均衡 在OFDM系统中,时变多径信道会对OFDM信号产生畸变,对于每一路子载波，信道将对其上的信号产生不同的相位的旋转和幅度的畸变，造成I路和Q路信号分量相互干扰 . 信道估计的作用就是估算出信道在每一路子载波上引起的相位旋转和幅度衰减,利用均衡器. 同时信道估计也为接收机同步提供信道特性参数(剩余频偏估计跟踪,采样时钟同步)。 OFDM信道估计与均衡 OFDM信道估计的算法1——频域方法1(LS算法) OFDM信道估计与均衡 OFDM信道估计的算法2——频域方法(基于DFT的信道估计) OFDM信道估计与均衡 OFDM信道估计的算法3——时域方法 x为训练符号(时域) 时域卷积可以表示为矩阵向量的相乘,训练数据形成的循环卷积矩阵为 OFDM信道估计与均衡 信号的卷积可以表示成为 于是 OFDM信道估计与均衡 三种算法性能比较 OFDM信道估计与均衡 三种算法性能比较 LTE上行SC-FDMA处理 以长度为M的数据符号块为单位完成DFTS-OFDM的调制过程； 首先通过DFT离散傅里叶变换，获取与这个长度为M的离散序列相对应的长度为M的频域序列； DFT的输出信号送入N点的离散傅里叶反变换IDFT中去，其中NM。IDFT的长度比DFT的长度长，IDFT多出的那一部分输入为用0补齐； 在IDFT之后，为避免符号干扰同样为这一组数据添加循环前缀。 DFT的作用: DFT变换是获取输入信号的频谱信息 DFTS-OFDM与OFDM的区别: OFDM