OFDM訊號模型的建立與IDFT實現

2022-10-09 02:48:08 字數 1238 閱讀 8091

為了提高傳輸速度同時克服碼元干擾,轉換成n路並行傳輸;

為了各路訊號頻譜不重疊,所以各路訊號承載到了不同的子載波上;(譚老師這句話,我依舊沒有理解到)

為了互不干擾,子載波彼此必須正交,這樣得到的訊號正好是idft的形式;

子載波的選取,一般是正弦實訊號,選n個子載波;

乙個ofdm符號的持續時間記作tb = ntbit

,tbit是單載波系統中乙個碼元的持續時間;

為了保持各路互不干擾,也就是子載波之間的正交性,各路子載頻之間的間隔,也就是載波間隔取1/tb(最小取值,正交性的推導可以嘗試自己完成);

通常,研究乙個ofdm符號來研究ofdm訊號,加矩形窗(也稱為不加窗);

各路子訊號之和表示為:s(t)=∑x(k)·cos[2π(fc+k/t)t],0b  (求和是k=0到n-1),

s(t)就是ofdm訊號,

(注意到,這是乙個頻帶訊號,而不是乙個基帶訊號!)

;將s(t)表示為其解析訊號取實部(z(t)=s(t)+js(t)*(1/πt),*是卷積運算得到了s(t)的希爾伯特變換訊號),s(t)=re=re,0b;(解析訊號表示式引入了復子載波)

在通訊系統**的知識學習過程中,我們通常將乙個頻帶訊號等效為其基帶訊號模型,進而直觀地分析和**,這種方法也稱為復包絡法。實際上,復包絡法就是丟棄頻帶訊號的中心頻率fc,得到等效低通seq(t)。s(t)復包絡就是其解析訊號乘以exp(-j2πfct),此時得到等效低通訊號seq(t)=∑x(k)·exp[j2π(k/t)t],0b;(這個地方正式引入覆載波到訊號的表示式中)

現在,我們考慮ofdm訊號的離散表示式,對s(t)進行抽樣,令t=tn/n(可以解得,n=0,1,...,n-1),即以fs=n/t的抽樣速率(有老師說,這就是奈奎斯特抽樣頻率,我還沒理解到)。我們得到,時域離散seq(n)=∑x(k)·exp[j(2π/n)·kn] (求和是k=0到n-1) ,n=0,1,...,n-1。顯然,這個表示式就等於idft[x(k)]n ,也就是說,我們可以通過對輸入的離散資料序列idft離散傅利葉變換(計算用ifft演算法)得到離散的seq(n)!(必須注意,此處得到的是乙個基帶訊號,所以我們常說,ofdm系統是直接在基帶處理的訊號)

到這裡我們從1-4進行了頻帶訊號(ofdm訊號的模型是個頻帶訊號,這點毋庸置疑!)到基帶訊號的推導,最後得到離散的基帶訊號表示式,發現剛好是idft的定義式(不考慮常數因子),通過對傳輸資料進行idft可以實現基帶離散訊號模型。如果要得到ofdm連續的傳送訊號(或者是傳輸到hpa中的訊號),勢必要再經過(上變頻+d/a轉換,先後沒有要求)。

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