OFDM技術(shù)系列分類

正交頻分復(fù)用(OFDM=Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一種廣泛使用的調(diào)制方案，是4G/5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在寬帶多載波方案中，信息符號(hào)在緊密間隔的正交子載波上進(jìn)行多路復(fù)用。這使得數(shù)據(jù)可以在并行信道上傳輸，只要子載波的正交性不被無線信道破壞。這種數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是，其正交性屬性允許使用單抽頭均衡器來檢測(cè)接收端的傳輸數(shù)據(jù)。因此，它提供了一個(gè)低復(fù)雜度的解決方案，以在頻繁的選擇性信道(如靜態(tài)多徑無線信道)中進(jìn)行可靠的通信。 為了更好地了解什么是OFDM技術(shù)，收集整理了相關(guān)資料，OFDM技術(shù)系列主要分為以下四個(gè)部分：

一、OFDM引論

二、OFDM基本原理

在基于OFDM技術(shù)的通信系統(tǒng)中，F(xiàn)FT/IFFT起著重要作用。隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸成熟，大規(guī)模集成電路有利支撐起復(fù)雜電路運(yùn)算，以FPGA和基帶SoC芯片為代表的基帶處理器，在4G時(shí)代逐漸走向市場(chǎng)。 在現(xiàn)代無線通信中，通常還會(huì)在收發(fā)鏈路中增加信道編/解碼、加/解擾、MIMO天線預(yù)編碼等處理。同時(shí)，為了靈活適應(yīng)不同通信應(yīng)用場(chǎng)景，眾多參數(shù)需要高層配置，高速低延時(shí)的實(shí)際需求，這無疑會(huì)給基帶設(shè)計(jì)帶來巨大挑戰(zhàn)。

三、OFDM在AWGN信道中的性能

我們需要注意的是，在實(shí)際的通信中，通信信道并非是完全符合AWGN信道模型，可能經(jīng)歷室內(nèi)/室外的復(fù)雜多徑信道，同時(shí)也可能出現(xiàn)在高速場(chǎng)景中。因此，在高階調(diào)制下，復(fù)雜的信道環(huán)境，會(huì)對(duì)通信系統(tǒng)的性能產(chǎn)生巨大的影響。 高斯分布或正態(tài)分布是一種統(tǒng)計(jì)特性，在無線通信中可用于建立信道模型，同時(shí)對(duì)于接收機(jī)的軟解調(diào)算法具有重要的作用。 此外，我們可根據(jù)星座圖分布情況，判斷信道質(zhì)量和接收機(jī)的性能。我們所希望看到的情況是，星座圖盡可能分布在標(biāo)準(zhǔn)模板上，這樣有利于信道解碼。在實(shí)際情況中，受信道環(huán)境、路損或接收功率的影響，星座圖不一定“完美”，可能出現(xiàn)發(fā)散、轉(zhuǎn)圈、整體旋轉(zhuǎn)等“意外”，則需要考慮是否SNR過低、存在時(shí)偏、頻偏等。

四、OFDM在經(jīng)寬帶信道的傳輸特性

對(duì)于OFDM系統(tǒng)來說，在進(jìn)行幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮覆蓋距離，進(jìn)而確保CP的長(zhǎng)度能夠“抵消”信道傳輸延遲。 此外，考慮到硬件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度和資源有限，需要在性能和可實(shí)現(xiàn)之間折中。比如，在信道估計(jì)中，既可以在頻域做，也可以在時(shí)域做，但是，通常都選擇在頻域進(jìn)行信道估計(jì)，這就是考慮了經(jīng)過OFDM解調(diào)后，再次從頻域轉(zhuǎn)到時(shí)域，會(huì)多消耗資源并且處理時(shí)間增加。當(dāng)然，若在時(shí)域做信道估計(jì)，估計(jì)精度可能優(yōu)于頻域信道估計(jì)。 同理，在信道均衡中，采用頻頻而非時(shí)域的原因，也考慮到在MIMO信道中卷積運(yùn)算量大而復(fù)雜不利于硬件實(shí)現(xiàn)。 對(duì)于理解并實(shí)現(xiàn)OFDM系統(tǒng)而言，僅僅依靠這幾篇圖文是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到目的的，我們需要經(jīng)過系統(tǒng)性的理解和鏈路設(shè)計(jì)，并在工程化項(xiàng)目中長(zhǎng)期實(shí)戰(zhàn)，才能掌握其中的奧妙。