《OFDM发射机设计》PPT课件.ppt

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1、 OFDM发射机设计发射机设计OFDM技术技术OFDM系统的实现结构系统的实现结构应用应用OFDM技术的一个典型协议技术的一个典型协议 协议协议OFDM发射机设计与实现发射机设计与实现技术技术OFDM：正交频分复用 Orthogonal Frequeney Division Multiplexing OFDM是实现复杂度最低、应用最广的多载波调制技术。是实现复杂度最低、应用最广的多载波调制技术。OFDM是一种高效的数据传输方式，其基本思想是在频域内是一种高效的数据传输方式，其基本思想是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一

2、个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。这样，尽管总的子载波进行调制，并且各子载波并行传输。这样，尽管总的信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相对信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的。在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于平坦的。在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，因此就可以大大消除子载波干扰信道的相应带宽，因此就可以大大消除子载波干扰(ICI，Inter-Carrier Interference)。技术技术 OFDM相对于一般的多载波传输的不同之处是它允许相对于一般的多载波传输的不同之处是它允许子载波频谱部分重叠，只要满足子载波

3、间相互正交，则可子载波频谱部分重叠，只要满足子载波间相互正交，则可以从混叠的子载波上分离出数据信号。由于以从混叠的子载波上分离出数据信号。由于OFDM允许子允许子载波频谱混叠，其频谱效率大大提高，因而是一种高效的载波频谱混叠，其频谱效率大大提高，因而是一种高效的调制方式。利用反快速傅立叶变换调制方式。利用反快速傅立叶变换(IFFT)和快速傅立叶变和快速傅立叶变换换(FFT)可分别实现多载波的调制和解调。可分别实现多载波的调制和解调。技术技术技术技术技术技术技术技术技术技术技术技术技术技术技术技术技术技术技术技术OFDM主要优点：（1）可以有效克服）可以有效克服ISI（Inter-Symbol

4、Interference 符号间干扰）符号间干扰）和和ICI，适用于在多径环境中的高速数据传输。在单载波系统中，适用于在多径环境中的高速数据传输。在单载波系统中，单个衰落或干扰会导致整个通信链路失败，但是在多载波系统中，单个衰落或干扰会导致整个通信链路失败，但是在多载波系统中，仅仅有很小一部分载波会受到干扰。对这些子信道可以采用纠错仅仅有很小一部分载波会受到干扰。对这些子信道可以采用纠错码来进行纠错。相对于其他多载波调制方式，码来进行纠错。相对于其他多载波调制方式，OFDM系统的实现系统的实现复杂度较低。复杂度较低。（2）OFDM系统各子载波完全正交，虽然各子载波的频谱相互交叠，系统各子载波完

5、全正交，虽然各子载波的频谱相互交叠，但接收端仍可以将子载波完全分离，从而完美重现发送信号。但接收端仍可以将子载波完全分离，从而完美重现发送信号。OFDM系统具有更高的频谱利用率。系统具有更高的频谱利用率。技术技术OFDM主要优点：（3）OFDM系统具有很强的抗窄带干扰能力，因为此类干扰仅仅影系统具有很强的抗窄带干扰能力，因为此类干扰仅仅影响系统的一小部分子载波，而不是个部子载波产生影响。响系统的一小部分子载波，而不是个部子载波产生影响。（4）OFDM系统可大大提高系统的传输容量，系统可大大提高系统的传输容量，OFDM系统的多载波系统的多载波调制与解调可以通过调制与解调可以通过IFFT和和FFT

6、来实现，易于来实现，易于DSP实现。实现。技术技术OFDM主要缺点：（1）OFDM系统中峰值平均功率比系统中峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio，PAPR）相对较大。）相对较大。PAPR定义为一个符号周期内的瞬时功率峰定义为一个符号周期内的瞬时功率峰值与信号功率平均值之比，较高的值与信号功率平均值之比，较高的PAPR要求射频功率放大器具有要求射频功率放大器具有更大的线性范围，发射端的更大的线性范围，发射端的D/A转换器具有更大的转换宽度，因此转换器具有更大的转换宽度，因此增大了实现难度和成本增大了实现难度和成本;因此，因此，PAPR增大会降低射频放大器的功增大

7、会降低射频放大器的功率效率，恶化系统的比特率性能，导致整个系统性能下降，抑制率效率，恶化系统的比特率性能，导致整个系统性能下降，抑制PAPR是是OFDM实现的关键技术之一。实现的关键技术之一。技术技术OFDM主要缺点：（2）OFDM系统对载波频率偏移和定时误差的敏感程度比单载波系系统对载波频率偏移和定时误差的敏感程度比单载波系统高。与单载波相比，统高。与单载波相比，OFDM系统对同步精度的要求更高，微小系统对同步精度的要求更高，微小的频率偏移和相位误差都会造成的频率偏移和相位误差都会造成OFDM系统出现系统出现ISI和和ICI，破坏子，破坏子载波间的正交性。因此，同步性能的好坏直接影响到接收的

8、性能载波间的正交性。因此，同步性能的好坏直接影响到接收的性能和通信的质量，一旦同步性能不好，和通信的质量，一旦同步性能不好，OFDM系统的整体性能将会系统的整体性能将会严重下降。此外，严重下降。此外，OFDM系统的同步实现起来也比较复杂，是系统的同步实现起来也比较复杂，是OFDM系统实现的一个难点。系统实现的一个难点。2.正交频分复用系统的实现结构正交频分复用系统的实现结构2.正交频分复用系统的实现结构正交频分复用系统的实现结构技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协

9、议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议技术典型协议技术典型协议 协议协议发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与

10、实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现发射机设计与实现