恶补通信基础知识——OFDM篇

恶补通信基础知识——OFDM篇

废话部分

有一句话说的好“欠下的总是要还的”,哎,作为一个不是通信出身的人,入了通信的坑,有些东西真的是不得不填。处在找方向、找课题的阶段,还是很让人苦恼的,尤其是我这种零基础。

OFDM基本概念

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing),正交频分复用技术。在通信系统中,信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽要宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的,为了能够充分利用信道的带宽,就可以采用频分复用的方法。OFDM主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。(见百度百科)
看着百度百科上这段话,产生两个疑问,如何将信道分成正交子信道?为什么调制到子信号上之后数据流的速度就变慢了?
关于第一个问题,见1,讲的很详细,我看的似懂非懂。
第二个问题,就又有概念蹦出来了:子载波、子载波间隔(SCS)、OFDM符号的持续时间、时隙、帧和子帧。讲真,对这些东西我是一脸懵逼的。。。根据我乱七八糟,东拼西凑的理解,梳理如下:

梳理

2所讲,基本上就是,将一帧划分为子帧,每个子帧的时间是1ms,每个时隙包含14个OFDM符号。在OFDM系统中,将单路高速信号转化成了多路并行的低速信号,然后将这些信号调制到相互正交的子载波上发送,单位时间内子载波能传送的数据量就是子载波间隔。假如相同的时间内总的传输量不变,那么并行之后,每一路子载波上的传输速度就会降低,将每一路子载波上的基带符号汇总成OFDM符号,那么OFDM符号的持续时间Tu(Tu = 1/子载波间隔)就会增加。时隙(slot)的时长就会增加。
总结:子载波增加,子载波间隔减小,子载波上传输速度降低,OFDM符号持续时间增加,时隙的时长增加,每个子帧上的时隙个数减小;子载波减少,子载波间隔增加,子载波上传输速度增加,OFDM符号持续时间减少,时隙的时长减小,每个子帧上的时隙个数增加。
这些东西有什么用呢?有用,反正不能瞎选,比如子载波间隔的选择,增大子载波间隔,OFDM符号时间减少,可以减小时延。但如果子载波间隔过大,OFDM符号中的循环前缀(CP)的长度就太短,无法消除多径效应带来的影响。那么,问题又来了,什么是CP?多径效应带来的影响有什么?

多径效应

由于电磁波传播过程中存在多条路径,导致各个子信道到达接收端的时间不同。多径效应产生的影响包括:符号内干扰;ISI符号间干扰(Symbol Interference)和ICI信道干扰(Carrier Interference)具体见3

消除多径干扰的方法

有了多径效应,也就有了消除多径效应带来的多径干扰的解决方法,具体见3。在这里,通过增加循环前缀的方式,可以同时减少ISI和ICI的影响。
经过这一大通理解,明白了,CP可以消除多径干扰带来的影响,且CP的持续时间必须大于由于多径效应产生的最大时延。为了满足这个最小阈值的要求,子载波间隔的选取就有了上限。也可以参考4

好了,就到这吧,我已经不行了。。。

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