基于SB3500软件无线电平台的OFDM通信系统设计与实(17)

上海大学硕士学位论文

式中，系数1是为了使变换前后的信号功率保持不变。上式即为OFDMN

基带调制信号的表达式[25]。

在OFDM系统中，每个频率间隔称为子载波(sub-carrier)。将上式与离散傅里叶逆变换(IDFT)公式对比可以发现，OFDM调制的表达式与IDFT变换是一致的，因此可以通过IDFT来实现OFDM调制[26]。当采用快速傅里叶逆变换(IFFT)替代IDFT时[27]，计算复杂度大幅降低，因此当IFFT技术成熟后，OFDM得到飞速发展。

采用OFDM技术后，将若干个连续的数据组成一个整体变换到频域进行均衡，复杂度大大降低。在多径时延扩展的无线通信环境中，OFDM符号的时延扩展可能对相邻的OFDM符号造成干扰，称为符号间干扰(ISI)。为了避免ISI的思路就是在相邻OFDM符号之间插入循环前缀填充，只要保护间隔长度大于信道的时延扩展，即可以避免符号间干扰。对于OFDM信号，由于其频域每个子载波相互独立且子载波数目可以灵活调整，如果将频带边缘的少量子载波置为0，则可显著降低OFDM信号的带外功率，达到频谱成型的效果，该技术称“虚拟子载波”技术，虚拟子载波数越多，频带边缘衰减越快，带外干扰越小[28]。

2.3.2 OFDM的关键技术

OFDM技术起源于多载波调制，经过长期的演进和发展，形成了各项关键技术，用来解决OFDM传输中的问题。比如为了对抗符号间干扰、保证子载波的正交性，引入保护间隔填充技术；为了进行频域的信道估计和均衡，采用导频符号辅助信道估计；以及频谱成型技术、峰均比抑制技术、多址接入技术、自适应调制技术，与多天线结合的MIMO-OFDM技术等。其中接收机设计是通信系统设计的重要任务，接收解调算法的优劣直接决定了接收机的性能和复杂度。数字通信接收机的基本模块包括同步、信道估计和均衡、信道解码等。对OFDM系统而言，同步算法尤其重要，如果存在同步偏差，则可能会破坏子载波的正交性，引入严重的干扰[29]。由于OFDM系统在频域传输信息，频域信道

估计和均衡降低了处理复杂度，但是仍然需要考虑均衡的各种实现问题，以在