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OFDM符号介绍,符号大全。

上海市建筑装饰工程集团通讯 2024-10-10 0

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图1:OFDM子载波切割

那么问题来了。
我们可以为每个子载波分裂成多小?例如,如果有1MHz带宽作为一个全频带,如果将其分成1000个具有1KHz间隔的子载波,并在每个子载波上携带一个bit位,则可以同时传输1000 bit位。
如果把它分成具有10KHz间隔的100个子载波,并在每个子载波上携带一个bit位,一次可以传输100个bit位。

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一样平常人肯定会选择把它分成1000个子载波。
但不幸的是,在子载波之间以太小的间隔分割是不可能的。
如果把它分成太多的子载波,子载波之间的间隔太小,就会导致相邻子载波之间的滋扰,速率会低落很明显。

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(图片来自网络侵删)

作为一种最优解,OFDM以如图2所示的办法分裂成多个子载波。
在频域的每个采样点上只有一个具有非零值,所有其他子载波的载波在采样点处具有零值。
这意味着,纵然多个子载波共存,它们都是独立的,不会相互影响,这种特性被称为“正交”。

图2:子载波切割最优方案

OFDM能很好的充分利用给定频率,但它有一个缺陷,为了有效地事情,在知足正交条件下,子载波之间的间隔该当保持精确。

如果子载波之间的间隔没有得到准确的掩护,就会四处漂移。
当每个子载波单独绘制时,不会看到太大的差异,但当所有这些子载波被归纳在一起时,就会把稳到差异,如图3上所示。

实际上没有这样一个不存在频率漂移的环境。
因此,当设计OFDM时,首先必须确定系统能够承受子载波频率漂移引起的旗子暗记失落真的频率间隔。

循环前缀

现在看看时域旗子暗记。
下面是显示两个OFDM符号序列的插图。

在空想情形下,这个旗子暗记没有问题,但是如果第一个符号轻微延迟一点会发生什么呢?在这种情形下,第一个符号的结束部分将溢出到下一个符号韶光,并滋扰下一个符号,如下所示。
这种不同符号之间的滋扰称为符号间滋扰(ISI:Inter Symbol Interference)。

有什么办法可以办理这个问题?你可能想防止旗子暗记延迟。
但这是不可能的,由于无法掌握无线信道本身(物理介质本身)。
以是唯一的办法便是设计系统来处理这种情形。
一个大略的办理方案是在符号之间设置一些韶光间隔,这样纵然一个符号被延迟,也不会溢出到下一个符号中。

有了这个Gap,系统在一定程度上可以容忍时延和码间滋扰问题,但存在实际问题,“在这个Gap里放什么?”。
什么都不放(比如关掉变速器)好吗?如果在间隙期间完备关闭旗子暗记,则会导致放大器涌现问题。
为了减少这个问题,我们从末端复制一部分旗子暗记并粘贴到这个Gap中。
这个在开头加上前缀的复制部分称为“循环前缀Cyclic Prefix”。

循环前缀的紧张目的是减少码间滋扰(ISI),但是我们可以享受来自 通过复制原始符号的结束部分来天生循环前缀。
这有助于找到符号边界(符号的出发点和终点)。
取循环前缀长度的样本序列(窗口),从第一个序列中取出另一个长度相同的序列(符号长度-CP长度)。
然后打算两个序列的干系性。
如果这两个序列与符号的开始和结束完备对齐,则干系性将非常高,由于这两个序列中的内容险些相同。

如果两个序列(两个窗口)与符号边界(符号的开始和结束)不对齐, 这个 干系性不会高,如下所示。

如果高下滑动这两个窗口,找到干系性最高的位置,即时隙边界。

举例解释

在OFDM实现中,精确中央的频率不携带任何子载波,并且在频谱的两端有一定数量的子载波,这些子载波没有任何子载波。
这个区域被称为保护带,紧张是为了减少与相邻频带的滋扰。

为了大略起见,利用BPSK调制,它每星座点携带一位。
根据给定的规范,在分配给频带的64个子载波中,仅52个子载波是能够携带数据比特的子载波,如下所示。

对付这一步,首先必须天生一个比特序列,该序列将由一个OFDM符号携带。
可以按以下办法天生随机位序列(在实际通信中,没有人会利用随机数据来传输。
如果是真实的通信,这些数据将是文档文件、音乐或电影等,但在仿照的情形下,常日利用随机数据)。

下一步是将用户数据映射到分配给数据携带的每个子载波。
这可以实现如下。

通过上述步骤,在频域中将比特流分配给子载波。
但是所有的通信(数据传输和吸收)都是在时域中进行的。
以是必须将频域数据转换成时域序列,如下所示。
已经知道IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)是将频域数据转换为时域数据的工具。

下一步是向上一步中得到的时域数据添加循环前缀。
循环前缀天生非常大略,它是从结尾直接复制部分数据,并将副本放在数据序列的开头。

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