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OFDM技术特点和同步技术

OFDM技术特点和同步技术

 


OFDM技术优点


① OFDM将频率选择性信道划分为一组平衰落的子信道并行传输数据,从而有效地减小        了信道时延扩展的影响,而且当循环前缀的长度大于信道最大时延扩展时,接收机中可以不采用均衡器。


②OFDM的各子载波信道的频谱相互重叠,且每个子信道频域响应的峰值点恰为其它子信道频域响应的零点,因而既保证了子载波的正交性,也充分利用了频谱资源。


③可利用FFT/IFFT快速高效的实现调制解调。


④可以根据信道特性自适应地进行各子载波上的功率分配以及选择不同的调制方式,充分利用条件好的子信道以提高系统性能。


OFDM技术缺点


①与单载波系统相比,OFDM对频率偏差更加敏感。无线信道的时变性造成的多普勒频移,或者发射机和接收机本地振荡器的频率偏差都会破坏子载波的正交性,从而导致ICI。


②OFDM存在较高的峰值平均功率比,这是由于OFDM的输出信号由多个子信道上的信号叠加而成,当这些信号的相位一致时,输出信号的瞬时功率会远远大于平均功率。高峰均比对发射机内的线性放大器提出了很高的要求,如果放大器的动态范围不能满足信号幅度的变化,就会造成信号波形和频谱的畸变,因而破坏子载波的正交性。


OFDM同步技术


(1)按是否使用训练序列可以分为数据辅助同步方法和非数据辅助同步方法。数据辅助同步方法一般采用发送已知的训练序列或者导频信号进行同步,具有估计精度高,计算简单,捕获范围大等优点,但降低了系统传输数据的有效速率和频谱利用率,这种方法适用于突发数据块传输系统,如IEEE802.11a等。非数据辅助同步方法不需要额外数据作为训练序列,一般利用循环前缀和数据中被复制部分的相关性进行同步,或者利用OFDM的虚载波部分进行同步,这类方法不降低系统传输数据的有效速率,具有较高的频谱利用率,但一般计算复杂度较高,估计精度较低,因此这种方法适合广播式连续传输系统如DAB/DVB系统等。


(2)按同步的精度可以分为粗同步和精同步。定时粗同步是指大范围低精度的时间偏移估计和调整;定时精同步是指小范围高精度的时间偏移估计和调整。频率粗同步是指归一化频率偏移的整数倍部分的估计和补偿,或是大范围低精度的频率偏移估计和补偿;频率精同步是指归一化频率偏移的小数倍部分的估计和补偿,或是小范围高精度的频率偏移估计和补偿。


(3)按处理同步算法的域可以分为时域处理和频域处理。时域处理的同步算法是指在FFT之前进行同步;频域处理的同步算法是指在FFT之后进行同步。频域处理具有一些局限性:①由于接收数据需要进行FFT运算后才能得到频域数据,因此需要其他方法来确定FFT运算的起点,所以频域处理不能单独作为一个完整的时间频率同步方案;②由于频偏的小数部分会导致进行FFT运算后产生ICI,因此频域处理要求频偏的小数部分不能超过一定的范围。由于频域处理的以上局限性,时域处理成为同步的首选方法,而频域处理只在特殊的情况下进行局部应用和对时域处理的辅助估计。

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