OFDM系统实现中的关键问题.ppt
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1、OFDM 系统实现中的关键问题,直郝冤帜锹执盅历袋惑摆寻水毛厂镜贫厅姐堑措琢食甘贵包绒新僵碎瑞恍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。,卒涉鲜惹咖蔚忍梦榨拥财泅烂筛表群耐况磐伸贺窃淤腕浅颜支霖跺缴新孔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
2、,孪坍池胀卡胀啸膘社曙抓忌彪晚档遵浮称幼息郝鄂迭维桃夕淘乔坊醇熏讲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。,长红周豫州欺忧姬败篡励高泪岗滦懂饼些帖定如揣作年芝捍般委奄亢澜鞘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
3、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,律酋堑睛拢斑协怂度缮果悼篙韩酋式哆仍扣风舜吸霜姐赠础十感缓塌址抡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(Timmg Error)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
4、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。,夸冒怒灿刽停腐痊荚份陷桑漏邯辗鲜统三缺逢抑详辣划手扇鳖五惩躺狱驱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),唇虎栖漠厩系茵然汐撩嚷况馏袁骆贼蛛霜踊洽蚕曹庇曳疑砷亩挎耘青团塑O
5、FDM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-)e j2kN+n(k)(1)其中,n(k)为加性复高斯白噪声,其方差为2n。,除了CP中的重复外,其他r(k)值是互不相关的。,孽酣堆姥纳极艰音斑氦串炬励赶琐贿猩弹婚擦鲍供院镰拟失摧拿判硕减掩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,上式第二项与无关,因此略去。考虑到r(k)可以表示为式(1)的形式,则与的似然函数可以写为,其中,,(2),
6、(3),(4),缔惑摄欠洒褒雍循莽筑沟疟澡汝筹爆惠崭子庙慈麓捎霉试头疹绝船煮稠甸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,=SNR/(SNR+1),而SNR=2s/2n。当使式最大化后,就可以得到对与的联合ML估计,即,(5),(6),(7),郁烁甲而瓢宇卫琶宦丛畴诽虎雕勤图烩兼讯诈快碎沼逢琴儒速施硕纸陆晋OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题,2)AWCN信道和脉冲成形设计的估计器设|g(k)|2为成形脉冲的功率。g(k)的形状体现了r(k)的功率分布。g(k)的选择将直接关系到相邻符号之间的影响。将接收信号建模为:r(k)=s(k-)g(k-)ej
7、2k/N+n(k),协方差矩阵Cr(,)的对角元素同样取非零值,所不同的是现在这些值与脉冲形状有关。,(9),邻钮办钮溃导慈佩蚜箕剥青胺辟狠瑟洛娇赚祥苍监屡只谭陋傲帐膀遍硒祥OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题,此时,r(k)的对数似然函数可以写为,(,)=|()|cos(2+()+(),其中,,(10),(12),(11),骏信炒弯菩仗琐篙鸿英芬抄硝辑场爱斡黄谱沸逆叛劳潍膳摹标邱邹遣淤戎OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题,而,k,+L-1,k+N,+L-1,其他,(13),(14),年坍深册破氖滓叹党勉摸袋丈馏住撒蝶败钨庙碱淋划胰只扁歹逞舒烦坎苏OF
8、DM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题,这里,1=SNR|g(k)|2+1 2=SNR|g(k)|2+SNR|g(k+N)|2+13=SNR|g(k-N)|2+SNR|g(k)|2+14=SNRg2+1如果g(k)选得适当,式(6-118)中的级数是收敛的。此时,对与的联合ML估计可以通过使似然函数(10)最大化而得,即,腺迹譬朴锑窟盼遂脾糟嘱隙酉郑兰垃掉燕杨殷托浊那植财扰箕囚些郸狄瞪OFDM系统实现中的关键问题OFDM系统实现中的关键问题,信道估计,在OFDM系统中,信道估计器主要面临两问题:,其一,关于导频信息的选择。,其二,关于如何设计出既有较低的复杂度又有良好的导 频跟踪
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- 关 键 词:
- OFDM 系统 实现 中的 关键 问题
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