1、单载波调制和多载波调制
单载波调制:将需要传输的数据流调制到单个载波上进行传送,易因信道的不理想而造成信号的严重失真和码间串扰(ISI)。
多载波调制:将信道分成多个(N个)子信道,把高速数据信号串/并变换成N路速率较低的子数据流,分别调制到各子载波上进行并行传输。由于每个子信道的码元速率降低为原来的1/N,使每路数据信号的码元持续时间增长为原来的N倍,大于信道的最大多径时延(使每个子信道的信道带宽减小为原来的1/N,远小于信道的相关带宽),各个子信道的信道特性接近理想信道特性,可以有效地克服码间串扰和多径效应的影响。
2、OFDM的基本原理
OFDM的基本原理是将发送的数据流分散到多个子载波上,使各子载波的信号速率大大降低,从而提高抗多径和衰落的能力。为了提高频率利用率,OFDM方式中各路子载波的已调信号频谱有1/2重叠,但要保持正交
(1)OFDM信号的表达式
在一个OFDM系统中有N个子信道,每个子信道采用的子载波为xk(t)=Bk·cos(2π·fk·t+ψk),
其中k=0,1,....,N-1,
Bk为第k路子载波的振幅,受基带码元的调制;
fk为第k路子载波的频率;
ψk为第k路子载波的初始相位
OFDM的信号e(t)一般形式及复数形式
(2)OFDM正交条件
为了使N路子信道信号在接收时能完全分离,要求必须满足正交条件。在码元持续时间TB内任意两个载波都正交的条件是:
子载波都满足fk=k/(2TB),k为整数,
且要求子载频间隔△f=fk-fi=n/TB中
最小子载频间隔为△fmin=1/TB;
(3)OFDM频谱特性
在一个子信道中,子载波的频率为fk、码元持续时间为TB,单路子载波的频谱以及多路子载波(OFDM信号)频谱
(4)OFDM频谱利用率
OFDM系统中有N路子载波,子信道码元持续时间为TB,每路子载波均采用M进制的调制,它所占用的频带宽度为
Bofdm=(N+1)/TB (Hz)
OFDM的频带利用率
单个载波的M进制,码元持续时间缩短为TB/N,占用带宽为2N/TB,故传输的频带利用率
4、OFDM的优缺点及应用
(1)OFDM的优点
①OFDM信号由N个信号叠加而成,每个信号频谱为Sa(x)函数并且与相邻子载波的频谱有1/2重叠,接收端可以利用正交特性将各路子载波分离开
②由于子载频密集,且在子信道间不需要保护频带间隔,能够充分利用频带
③可以按照各个子载频所处频带的信道特性采用不同的调制制度,具有很大的灵活性
④具有较强的抗多径传播效应能力以及较高的频谱利用率
(2)OFDM的缺点
①对信道产生的频率偏移和相位噪声很敏感
②信号峰值功率和平均功率的比值较大,会降低射频功率放大器的效率
(3)OFDM的应用
OFDM已经较广泛第应用于非对称数字用户环路(ADSL)、高清晰度电视(HDTV)信号传输、数字视频广播(DVB)、无线局域网(WLAN)等领域