OFDM技术原理和实践.ppt

To表示加窗前的符号周期，加窗后符号周期变为(1+β)To。
加窗技术(Windowing)
经过加窗处理后的OFDM符号
To TG T
TG
T
TG
To
加窗技术(Windowing)
• 加升余弦窗可以减小OFDM符号带外辐射 • 增大滚降系数，带外辐射功率下降越快（P31
Fig.2.20） • 增大滚降系数（滚降带的宽度越宽），会降低
OFDM基本参数的选择
系统子载波数N，每个子载波占用的带宽1/NTs，系统带宽 B=1/Ts，循环前缀长度NG，均为重要的设计参量。 CP长度应为OFDM符号的一小部分，以减小由于CP引入带来
的系统功率损失。由于CP长度直接与信道的最大时延扩展τmax 有关，通常OFDM符号长度NTs>> τmax，即子载波数N>>τmaxB。
GI
Data
GI
Data
Delayed path
GI(续)
由于多径传播的影响，子载波间不再保持正交，从而产生ICI, 因为FFT积 分区间内，延迟的SC2不具有整数倍的周期
Subcarrier1
ICI of SC2 on SC1
Delayed Subcarrier2
Guard Interval
FFT Integral Time
• W1=60*250kHz=15MHz (<18MHz)
– QPSK with R=3/4 CC: n*2*R=120, n=80 – W2=80*250kHz=20MHz (>18MHz)
Signal Bandwidth
• Data bits in each OFDM symbol: 25Mbit / s 100bit

OFDM技术可以有效抵抗多径效应和 频率选择性衰落，提高频谱利用率， 实现高速数据传输。
OFDM系统组成
OFDM系统主要由调制器、IFFT/FFT变换器和并/串转换器等 组成。
调制器负责将输入的数据符号调制到各个子载波上， IFFT/FFT变换器则进行时域/频域变换，实现子载波的并行传 输，最后通过并/串转换器将数据符号转换为串行信号进行传 输。
FFT算法用于将接收到的OFDM信号从频域转换到时域，以便于处理。而 IFFT算法则用于将需要发送的OFDM信号从时域转换到频域，以便于调 制。
FFT和IFFT算法的复杂度通常很高，需要高效的算法和硬件实现才能满足 实时性要求。
保护间隔和循环前缀
OFDM系统通过在每个OFDM符号之 间插入保护间隔来解决多径干扰问题。 保护间隔是一个空白的时域窗口，其长 度通常等于或略大于多径延迟的最大值
THANKS.
OFDM系统的峰均比（PAPR）是指信号的最大功率 与平均功率之比。高峰均比会导致信号失真，影响系 统性能。
降低峰均比可以减小信号失真的概率，提高系统的性 能和可靠性。但是，降低峰均比也会增加信号的噪声 ，因此需要在性能和可靠性之间进行权衡。
动态比特率和动态星座图调整
OFDM系统可以根据信道条件的变化动态调整传输比特率和调制星座图，以提高传输效率和 可靠性。
影响OFDM系统抗多径干扰能力的因素包括信道估计误差、调制方式、
滤波器设计等。
抗频偏能力评估
频偏定义
01
频偏是指接收到的信号频率与发送端发送的信号频率不一致，
造成信号失真和干扰。
抗频偏能力评估方法
02
通过仿真或实验方法，对不同频偏条件下的OFDM系统性能进
行测试和比较。

峰均比降低技术
峰均比定义
峰均比（PAPR）是指OFDM信号的最大振 幅与平均振幅之比。高PAPR会导致信号的 功率放大器出现失真，从而引起频谱扩展 和带内干扰。因此，降低PAPR对于提高 OFDM系统的性能至关重要。
VS
峰均比降低技术
为了降低PAPR，可以采用多种技术，如限 幅滤波、编码、概率密度函数变换等。其 中，限幅滤波是一种简单有效的方法，它 通过限制信号的最大振幅来降低PAPR。然 而，限幅滤波会引入带外干扰和带内失真， 因此在实际应用中需要权衡各种因素。
物联网与智能家居
OFDM技术有望在物联网和智能家居领域得到广泛应用，支持各种 低功耗、低速率的无线通信需求。
频谱共享与认知无线电
通过频谱共享和认知无线电技术，OFDM系统可以更好地利用频谱 资源，提高频谱利用率和系统容量。
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04 OFDM系统性能分析
频域均衡性能分析
频域均衡原理
频域均衡通过在频域上对信号进行预处理，补偿信道对信号 造成的畸变，从而减小信号的误码率。
频域均衡性能影响因素
频域均衡的性能受到信道特性、均衡器设计参数以及信号质 量等因素的影响。
误码率性能分析
误码率定义
误码率是衡量数据传输系统性能的重 要指标，表示接收端错误解码的比特 数与总比特数的比值。
多径干扰抑制
多径干扰
在无线通信中，多径效应会导致信号的传播路径变长，从而引起信号的延迟和衰减。这种延迟和衰减 会导致OFDM子载波之间的正交性被破坏，从而引起多径干扰。为了抑制多径干扰，可以采用频域均 衡技术，对接收到的信号进行滤波处理，以减小多径效应的影响。
信道估计与均衡
信道估计技术用于获取信道的冲激响应，而频域均衡技术则通过调整接收信号的权重，使得信道的畸 变最小化。在实际应用中，通常会采用基于导频的信道估计方法，并在频域中进行均衡处理。

1960年代，OFDM在一些高频军事通信系统中得到应用
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1.2 OFDM发展历史
1971年， Weinstein 和 Ebert 提出利用DFT变换来实现 OFDM的调制解调.
进一步利用FFT变换为降低OFDM的实现复杂度提供了条件
1980年代，人们研究在数字移动通信的高速调制解调和高密 度存储中应用OFDM技术
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