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OFDM是5G/4G物理层的最根底技能主角姓叶是京城叶枫,带进贡娘娘宽自适应技能、MIMO技能、动态资源调度珍爱网登录,OFDM技能:信号的发作为何与FFT算法有关?为什么要串并转化?,手艺花技能都是在OFDM技能之上得以完成的。

OF赖玉春DM是一种正珍爱网登录,OFDM技能:信号的发作为何与FFT算法有关?为什么要串并转化?,手艺花交频分复用技能,是由多载波技能MCM开展而来的。OFDM既归于调制技能,也归于复用技能。

图1 5G

OFDM技能专利期限已过,不存在专利方面的约束,能够脱节高通公司在CDMA上的专利。(CDMA是3G年代的首要技能)

图2 FDM与OFDM比较

图2中,传统FDM体系的载波之间必须有珍爱网登录,OFDM技能:信号的发作为何与FFT算法有关?为什么要串并转化?,手艺花维护带宽,频率的使用功率不算高。OFDM的多个正交子载波能够彼此堆叠,无须维护频带来分离子信道,然后进步了频率使用功率。

一张图看懂OFDM

OFD我和校花M的时频资源图3。左边坐标轴为时刻轴Time。在Time坐标上,不同用户的信号在这里叠加交错。右侧的坐标轴为频率悟组词Frequency。在频率轴上,整个大的频带5MHz,被分日本大叔为多个子信道Sub-Channa珍爱网登录,OFDM技能:信号的发作为何与FFT算法有关?为什么要串并转化?,手艺花l,每个子信道上有不同马海涌色彩的子载波Sub-Carriers,这些子载波也彼此“挤靠”在一块。

这些子载波承受原始时域数据的调制(起伏和相位),因而这些子载波携带了原始信息。尽管这些子载波挤靠在一同,但只需它们满意正交的条件,在接纳端仍是能够便利的进行信号解调。

图3 OFDM时频资源

再换一个视点。

任何一本LTE物理层讲义菠萝社或许材猜中,都会把时频资源用小方块表明,可是你要知道这些方块代表什么,如图4所示。

图4 时频资源

图5中咱们林志颖妹妹已知方波脉冲信号的频谱函数为图5b。那么当时域上数据1,数据2,...,数据n一起进入发射体系,首要经过基带子载波调制,调制后频率上各个数据的频谱函数顺次"排开"(图3d),然后经珍爱网登录,OFDM技能:信号的发作为何与FFT算法有关?为什么要串并转化?,手艺花过射频调制后,频移一个频率fc,经过天线发射出去。

图5 OFDM信号的发作

图5e便是图3中的频率轴上的波形。

那么,OFDM的调制与解调进程能够用图6进行描绘。首要输入数据是串行的,1,2,...,N。经过串并转化后,变为并行的N个数据,如图郭鹤鸣现状5c。并千百擼行数据经过基带与射频调制后,天线发射出去。接纳端则使用子载波彼此正交的打臀缝特性,进行解调,康复穿越花男之我是具俊燮出N路并行信号,再并串转化,康复出原始串行信号。

图5 OFDM调制与解调原理

OFDM与FFT的相关

可是,实践的OFDM的信号发作,并不是依照图5的办法。

为什么?

  • 图5中,有很多的乘法器、积分器,这些硬件的稳定性和线性特征并不是那么简单契合体系要求!

所以,OFDM技能尽管提出很早,但很长一段时刻一向不能大面积使用。

直到.....

  • 有人发现OFDM居然与离散傅里叶改换DFT有着珍爱网登录,OFDM技能:信号的发作为何与FFT算法有关?为什么要串并转化?,手艺花密切联系。

咱们知道FFT是DFT的快速算法,而且彻底能够经过DSP数字信号处理器进行快速核算,这是彻底软件上的完成,比之前硬件完成更为快捷高效。

假如OFDM体系有N个子信道,那么每个子信道选用的子载波能够表明成:

其间Bk为第k路子载波的振幅,它受基带码元的调制;fk为第k路子载波的频率,k为第k路子载波的初始相位。那么N路子信号之和能够表明为:

这个式子能够改写成其间Bk是一个复数,为第k路子信道中的复输入数据。

再看离散傅里叶改换

设一个时刻信号s(t)的抽样函数为s(k),其间k=0,1,2,...,K-1,则s(k)张艺洲的离散傅里叶改换(DFT)界说为

而且S(n)的逆离散傅里叶改换为

若信号的抽样函数s(k)是实函数,则其K点DFT的值S(n)必定满意对称性条件

式中S*(k)式S(k)的复共轭。

现在,令OFDM信号的k=0,则该式变为

①和②十分类似。

若暂时不考虑两式常数因子的差异以及求和项数(K和N)的不同,则能够将式中的K个离散值S(n)当作是K路OFDM并行信号的子信道中信号码元取值Bk,而式的左端适当式左端的OFDM信号s(t)。这便是说,能够用核算DFT的办法来取得OFDM信号。

串行转并行

设OFDM体系的输入信号为串行二进制码元,其码元继续时刻为T,先将此输入码元序列分红帧,每帧中有F个比特。然后将此F比特分红N组,每组中有的比特数能够不同,如图6所示,设第i组中包括的比特数为bi。简筑翎

图6 OFD徐忠碧M串行转并行

然后把每组bi个比特"拿出来,时刻拉长......"

每组中的bi个比特看作是一个Mi进制码元Bi,其间bi=log2Mi,而且经过串/并改换将F个串行比特bi变为N个(路)并行码元Bi。各路并行码元Bi继续时刻相同,均为一帧时刻Tf=F*T,可是各路码元Bi包括的比特数不同。

这珍爱网登录,OFDM技能:信号的发作为何与FFT算法有关?为什么要串并转化?,手艺把戏得到的N路并行码元Bi用来关于N个子载波进行不同的MQAM调制。

分红N组,每组继续周期拉长为一帧的时刻,一方面进步了抗干扰才能;另一方面,N组码元去调制N路的子载波的进程中,也能够依据状况挑选多种QPSK/16QAM/64QAM等多种调制办法,灵混世四猴和七大神猿活济南大学班花暴菊门性得到进步。

图7 OFDM的体系完成

总结

经过三篇关于OFDM的文章,信任此刻咱们再看OFDM的完成图7,就不会那么陌生了。别的两篇文章链接:

OFDM调制:比较于传统的频分复用,使用正交子载波完成多载波通直插式信

OFDM技能:比较FDM进步频带使用率,子载波距离能够随意选取吗?

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