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

#长假读书清单#3、OFDM的调制

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

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小灰灰的FPGA

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