文档介绍：OFDM基本原理
OFDM的基本原理是将高速的数据流分解为多路并行的低速数据流,在多个载波上同时进行传输。对于低速并行的子载波而言,由于符号周期展宽,多径效应造成的时延扩展相对变小。当每个OFDM符号中插入一定的保护时间后,码间干扰几乎就可以忽略。
子载波信号频谱
系统模型
导频
导频的作用
信道估计:无线信道通常都是多径衰减信道,信号传播导致相位偏移和幅度变化。
符号定时:由于导频信号接收端事先知道,当信号接收到导频信号后可以确定信号开始位置。
信道估计步骤
在接收机中,基于导频的信道估计器的设计一般有一下三个步骤:
发送端导频信号的选择与插入方式;
接收端导频位置信道信息的获取,可以采用LS,MMSE等算法;
通过导频位置获得的信息,如何较好的恢复出所有时刻、所以子信道的信息。
导频结构
常见的几种导频图案
导频结构
(a)块状导频图案,即在一个OFDM符号(一个块)内的所有子载波上均插入导频。这种图案对估计较强的频率选择性衰减有很好的性能;
(b)梳状导频图案,即在某些子载波的所有时间上均插入导频。这种图案估计较强的时间选择性衰减有很好的性能;
(c)导频在子载波上的位置按照升序排序,每次增加一个;
(d)是一种智能的但是可以预先确定的图案。它是根据信道的统计特性得出的,它在每个符号周期内的误比特率的意义上来说,是最优的;
(e)是一种方形的导频图案。其相邻导频在时间和频率上是等间隔的;
(f)是一种带旋转的导频图案。其导频在频率上的位置随着时间的增加而增加。
导频间隔与导频位置
导频间隔
导频间隔需尽量小,保证对信道的时变性与频率选择性有较好的追踪
导频间隔需尽量大,使系统开销较小。
Nt为导频的时间间隔,Nf为导频的频域间隔。
导频信号的分布可以看做对信道频率响应的二维采样频率大于奈奎斯特频率,实际采样中考虑到噪声的影响,通常采用两倍的过采样。
导频最优设计准则
(1)关于导频的数量:在没有噪声的情况下,OFDM系统N个子载波中任何L个作为导频使用,都可以完整的恢复出信道信息,L是信道的最大长度
(2)最优的导频位置:当噪声为AWGN(加性高斯白噪声)时,当L个导频在子信道中均匀分布,位置为时,可以得到信道信息的MMSE估计。
实际中一般导频插入数量较L大