随笔-110  评论-133  文章-4  trackbacks-0
一、从时域上理解
   
假设要传输1串比特流,必须对它进行调制才能发送出去(脉冲是发送不了的,方波也不合适)。我们假设把这一串比特流调制到正弦波上,用不同的幅度(调幅)或相位(调相)来表示,那1比特对应1个正弦波周期(实际上不止),那n个比特需要n个周期的正弦波。随着比特率的增加,调制输出的正弦波频率也跟着增加。速率高的正弦波,对应的周期会变短,容易受得多径干扰的影响,导致接收端无法解调出来。
OFDM是如何解决这个问题的呢,先不考虑QAM的映射,假设输入的1比特对应1个传输符号,OFDM经过串并转换,把子载波的频率缩减了N倍(子载波的周期也跟着增大了N倍),然后通过IDFT对N个子载波信号进行合成(基带调制),生成的OFDM符号频率和子载波的基波一致,相当于原来比特速率的1/N。归功于OFDM基带调制对N个子载波信号的合成,OFDM直接把原来需要的高速载波换成速率只有1/N的低速复合载波,而承载的数据量不变,极大的改善了多径干扰的影响。
补充:DFT公式里面没有具体的频率信息,那OFDM基带调制里面用到的基波频率w0是如何确定的呢?原来是由子载波输入的IQ数据的周期来决定的,因为IQ数据的周期(符号周期)刚好设计等于基波的周期,在符号周期内IQ数据保存不变。另外,IDFT计算得到的多个子载波最终合成信号的N个时域采样点数据,会按照基波周期T0/N的时间间隔来依次输出,接收端按照同样的周期进行采样。
   
二、从频域上理解
OFDM是一种特殊的多载波复用(MCM)传输方案,可以被当作一种调制技术,也可以被当作一种复用技术。多载波传输把数据流分解成若干个子数据流,这样每个数据流将具有低的多的数据速率,用这样的低数据率符号再去调制相应的子载波,就构成多个低速率符号并行发送的传输系统。OFDM是对多载波调制的一种改进,基本思想就是把高速的数据流通过串-并转换成N路低速率并行数据流,然后对N路相互正交的载波进行调制。与传统的频分复用相比,OFDM的子载波正交复用技术大大提高了频带利用率。如图,简单的说OFDM 是一种多载波传输技术,N 个子载波把整个信道分割成 N 个子信道,N 个子信道并行传输信息。
先上一下调制框图(为简化,这里以BPSK-OFDM调制为例):
信息序列Rb,分解到N路,每一路速率降为原来的1/N,即Rs=Rb/N,然后每一路经过成型滤波器和载频调制,最后加和输出。我们一看,这不就是FDM的原理吗?将不同路信号搬移到不重叠频带,接收端用滤波器滤出即得到各路信号。这当然是一个方法,但是OFDM前面还有一个O,是英文正交(orthogonal)的第一个首字母。FDM要求各路频谱不重叠,OFDM是建立在各路的载频是能达到正交的最小间隔。
   
g(t)是以Ts为宽度的矩形脉冲,矩形函数的傅里叶变换是sinc函数,乘以cos函数以后,是对sinc函数在频域的移位,载频间隔为1/Ts。(我用通俗的语言解释,请用数学简单推导)
注:这里举例用到的成型滤波器,脉冲响应是矩形脉冲,频域是sinc函数。可是,实际使用的成型滤波器,应该是升余弦滚降滤波器才对,对应的脉冲响应(时域)和频率响应(频域)如下图:
参考:
https://zhuanlan.zhihu.com/p/30538458
https://blog.csdn.net/weixin_44741131/article/details/103585738
https://blog.csdn.net/weixin_39676034/article/details/112742794
https://eezzh.blog.csdn.net/article/details/104121763
posted on 2021-10-20 15:20 lfc 阅读(37) 评论(0)  编辑 收藏 引用
只有注册用户登录后才能发表评论。