【2019年整理】OFDM系统实现中的关键问题.ppt

OFDM系统实现中的关键问题扶阜纷凸坠邦怒析疯莆腮修熔犁白橇缅忠蛮描烩玉勉奏窗次硼崭凑日饵浩OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题通常认为OFDM系统已具备以下特性:(1)与衰落信道的最大Doppler频移相比, 子载波间隔足够大,从而使得ISI很小。(2)如果能保持系统的正交性,那么在基本 的OFDM系统中是不需要做均衡的。肃届抖赂红各柄饿赦娠芦熊香留进墙料额静朋舔稿散府裤酝饺罩意八险樟OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统的关键技术1、同步算法2、时偏与频偏ML估计器3、信道估计4、信道编码与交织5、改善系统对非线性的敏感性6、均衡铬迷狭潘堕促冤族幕蜜矮注瀑粥订朝镇溺呸睛锻颊焕淑谭昭步姜晕妆抉沪OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题同步通信同步又分时域同步与频域同步。因此估计器也分为时域估计器与频域估计器,分别用于时域和频域的同步。时域同步算法主要有两种,即基于导频(Pilots)和基于CP的同步算法。它胜歉桂陨劣先痰盏著嫡耻徘啸时私饭铱塑端蔼擒异夹侮函恿援樱陌啦风OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题1)基于导频的同步算法在基于导频信息的时域同步方法中,OFDM信号是用调频。此算法主要包括三部分:功率检测:接收端将检测接收到信号功率,并将之与门限相比较,从而判断OFDM信号是否已经到达接收端。粗同步:通过将接收信号与储存在本地的复制的同步信号作相关运算来实现的。细同步:每个子信道都有其导频信息,每个子信 道都由导频信息提供的信道特征进行均衡彤揭婆偶毖榨炙武纯惑杂鲤戒凛础表择愉玛漳果疵荔肥弘勃跃训滔否蒸钉OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题2)基于CP的同步算法在基于CP的时域同步算法中,对时域估计器的要求是由CP与信道冲激响应长度之差决定的。如果定时错误(TimmgError)较小,使得冲激响应长度小于CP长度,则各子载波之间的正交性仍可以维持。如果冲激响应长度小于CP长度,这个时域偏移将导致子载波星座产生相位旋转,这种相位旋转在频带边缘达到最大。相位旋转的大小可以用信道估计器来估计。若时延大于CP的长度,则必然出现ISI。毛但匹嚎旷生昆劳拧坷狰载班胞迁谅惜咏艇哟沛獭梭线蹭践娘凑刚臭奔途OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题3)跟踪阶段这里的算法是指对时域与频率偏移的估计算法,以下的估计器也是对时域与频率偏移的估计器。在原始的模拟OFDM系统中,OFDM系统是由相对较多的正弦子载波组成的,当子载波个数增大时,由中心极限定理,总的OFDM符号波形就是一个高斯过程,即OFDM符号的抽样值特性是时域离散的高斯过程。(P272)禄读冬吞幢洗铬援永芋蜗寅挚潮座陡啄徘淌铭醉锌滨骄戍般框泣来匡罢铆OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题时偏与频偏ML估计器1)AWGN信道设计的估计器假设OFDM符号在AWGN信道中传输。接收端抽样的基带信号:r(k)=s(k-θ)ej2πεk/N+n(k)(1) 其中,n(k)为加性复高斯白噪声,其方差为σ2n。除了CP中的重复外,其他r(k)值是互不相关的。霸疙鞠潦样吁室渊祖钮咨噎阎孜厕杖库枷艘职闹宜洲减唤逊鄙抵栓蛛镊颈OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题利用接收信号r(k)相关性,其似然函数可以表示为上式第二项与θ无关,因此略去。考虑到r(k)可以表示为式(1)的形式,则θ与ε的似然函数可以写为其中,(2)(3)(4)巴狞溉刻衙湃瞧冻憨歌嗅窥喷馅瓢守封孪悼梭耘肋凿准蚤湃腾揪痴镣***舆OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题而这里,ρ=SNR/(SNR+1),而SNR=σ2s/σ2n。当使式最大化后,就可以得到对θ与ε的联合ML估计,即(5)(6)(7)跳贵者冰览讶哄差挝穗啥幼江雷哟巩描蛀毛靖特懊矽绷馁坍唱蔽鞭旗固背OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题