SADF

第二章 OFDM原理

2.1 引言

在传统的并行传输系统中，整个带宽经分割后被送到子信道中，并且频带没有重叠，但是其最大的缺点是频谱利用率很低，造成频谱浪费。所以，人们提出了频谱可以重叠的多载波系统。在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，于是它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。

在分析OFDM的性能之前，我们有必要从多载波调制（Multi-Carrier Modulation，MCM）和并行传输的角度去分析这种调制的基本性能。其基本概念是将高速率的信息数据流经串／并变换，分割为若干路低速数据流，然后每路低速数据采用一个独立的载波调制并迭加在一起构成发送信号。由于速率降低，信息码元周期增大。如果码元速率大于多径时延，那么多径的影响将较少的带到下一个码元，这样就减少了多径时延扩散在接收到的信息码元中所占相对的百分比值，以削弱多径干扰对传输系统性能的影响。

2.2 多载波调制

无线信道（特别是陆地移动信道），由于地面情况的复杂性，发射的信号往往是经过多条路径到达接收端，即存在多径传播效应。从而造成接收信号相互重叠，产生信号波形间的相互干扰，造成接收端判断错误，严重影响信号传输质量。这种特性称为信道的时间弥散性。在这样的信道特性下的冲击响应带来的时延扩散将引起多径效应，数字信号在接收端前后码元交迭，产生所谓的码间串扰（ISI），造成判决错误，严重影响传输质量。特别是在码元速率较高的情况下，更是如此。这是由于当信号波形的周期很短，而信号传输速率又非常高时，在接收端信号波形重叠的程度将进一步加深，信号间的干扰将更加严重，时延扩展将跨越更多的码元，造成严重码间串扰。从另一个角度看，当信号波形的传输速率较高时，信号带宽较宽，当信号带宽接近和超过信道相干带宽时，信道的时间弥散特性将对接收信号造成频率选择性衰落（信号的衰落与频率有关）。为了保证正确的数据传输，必须对信号的传输速率加以限制。因此，可以说时间弥散是使无线信道传输速率受限的主要原因之一。

对于一个特定的信道特性，设计通信系统时必须考虑如何有效的利用仅有的信道带宽，并在发送接收机的复杂度折衷条件下可靠的传输数据信息。对于这种频率响应非理想的滤波信道，一种办法是在单载波调制时，以特定的码元速率进行传输，在不改变发送信息码元周期即不降低信息码元速率并承认有了较严重的多径扩散的条件下，利用RAKE接

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