惡補通信基礎知識——OFDM篇

惡補通信基礎知識——OFDM篇

廢話部分

有一句話說的好“欠下的總是要還的”,哎,作爲一個不是通信出身的人,入了通信的坑,有些東西真的是不得不填。處在找方向、找課題的階段,還是很讓人苦惱的,尤其是我這種零基礎。

OFDM基本概念

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing),正交頻分複用技術。在通信系統中,信道所能提供的帶寬通常比傳送一路信號所需的帶寬要寬得多。如果一個信道只傳送一路信號是非常浪費的,爲了能夠充分利用信道的帶寬,就可以採用頻分複用的方法。OFDM主要思想是:將信道分成若干正交子信道,將高速數據信號轉換成並行的低速子數據流,調製到在每個子信道上進行傳輸。(見百度百科)
看着百度百科上這段話,產生兩個疑問,如何將信道分成正交子信道?爲什麼調製到子信號上之後數據流的速度就變慢了?
關於第一個問題,見1,講的很詳細,我看的似懂非懂。
第二個問題,就又有概念蹦出來了:子載波、子載波間隔(SCS)、OFDM符號的持續時間、時隙、幀和子幀。講真,對這些東西我是一臉懵逼的。。。根據我亂七八糟,東拼西湊的理解,梳理如下:

梳理

2所講,基本上就是,將一幀劃分爲子幀,每個子幀的時間是1ms,每個時隙包含14個OFDM符號。在OFDM系統中,將單路高速信號轉化成了多路並行的低速信號,然後將這些信號調製到相互正交的子載波上發送,單位時間內子載波能傳送的數據量就是子載波間隔。假如相同的時間內總的傳輸量不變,那麼並行之後,每一路子載波上的傳輸速度就會降低,將每一路子載波上的基帶符號彙總成OFDM符號,那麼OFDM符號的持續時間Tu(Tu = 1/子載波間隔)就會增加。時隙(slot)的時長就會增加。
總結:子載波增加,子載波間隔減小,子載波上傳輸速度降低,OFDM符號持續時間增加,時隙的時長增加,每個子幀上的時隙個數減小;子載波減少,子載波間隔增加,子載波上傳輸速度增加,OFDM符號持續時間減少,時隙的時長減小,每個子幀上的時隙個數增加。
這些東西有什麼用呢?有用,反正不能瞎選,比如子載波間隔的選擇,增大子載波間隔,OFDM符號時間減少,可以減小時延。但如果子載波間隔過大,OFDM符號中的循環前綴(CP)的長度就太短,無法消除多徑效應帶來的影響。那麼,問題又來了,什麼是CP?多徑效應帶來的影響有什麼?

多徑效應

由於電磁波傳播過程中存在多條路徑,導致各個子信道到達接收端的時間不同。多徑效應產生的影響包括:符號內干擾;ISI符號間干擾(Symbol Interference)和ICI信道干擾(Carrier Interference)具體見3

消除多徑干擾的方法

有了多徑效應,也就有了消除多徑效應帶來的多徑干擾的解決方法,具體見3。在這裏,通過增加循環前綴的方式,可以同時減少ISI和ICI的影響。
經過這一大通理解,明白了,CP可以消除多徑干擾帶來的影響,且CP的持續時間必須大於由於多徑效應產生的最大時延。爲了滿足這個最小閾值的要求,子載波間隔的選取就有了上限。也可以參考4

好了,就到這吧,我已經不行了。。。

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