CP的详细解释.ppt

CP在OFDM系统中的应用
用数学理论证明 CP是如何消除ISI与ICI
OFDM原理及CP介绍
CP如何将线性卷积变为圆周卷积
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OFDM原理及CP介绍
OFDM发展史
OFDM基本原理
OFDM中正交性如何克服ICI
OFDM中CP介绍
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正交频分复用(OFDM)是一种利用多载波调制的特殊频率复用技术。
传统的频分复用系统(FDM):整个信号频段被分为N个相互不重叠的频率子信道,每个子信道传输独立调制符号,然后再将N个子信道进行频率复用,这种方法有利于消除信道间干扰,但是不能有效利用频谱资源。
OFDM技术可以利用子载波之间的正交性而不需要这段保护频带。从而节省了带宽,因而OFDM比FDM频谱利用率更高如图(1)。
OFDM发展史
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正交频分复用基本原理:就是把高速数据流通过串并变换,分配到传输速率相对较低的若干个子信道中进行传输。这样每一个子信道中的符号周期会变长,因此可以减轻多径时延对系统造成的影响。OFDM采用容易实现的基于载波频率正交的傅立叶变换调制,直接在基带处理。
编码与交织
数字调制
插入导频
串并转换
IFFT
并串转换
加入CP
….
….
数模转换
多径信道
+
噪声
模数转换
去掉CP
串并转换
FFT
并串转换
信道校正
数字解调
去交织与解码
….
….
OFDM基本原理介绍
OFDM收发机结构
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一个OFDM符号之内包括多个经过调制的子载波的合成信号,其中每个子载波都可以受到PSK(相移键控)或QAM(正交幅度调制)调制。一个OFDM符号可以表示为:
N表示子信道个数,T表示OFDM符号的宽度,di(i=0,1,….N-1)是分配给每个子信道的数据,fc是第一个子载波的载波频率,rect(t)=1,-T/2=<t<=T/2.
所以其频谱可以看作是周期为T的矩形脉冲的频谱与一组位于各个子载波频率上的函数的卷积
OFDM正交性克服ICI
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矩形脉冲的频谱函数为sinc(fT)函数。频谱图如下
每个子载波频率最大值处,所有其它子信道的频谱值恰好为0;这样解调时就可以从多个互相重叠的子信道中提取每一个子信道符号而不受其它子信道干扰
OFDM正交性克服ICI
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OFDM的循环前缀(CP):将OFDM符号尾部的一部分复制放到前面。如图(4)
CP的作用:消除符号干扰(ISI)和信道间干扰(ICI)
由于多径效应的影响系统中会出现OFDM符号的时延信号这样在FFT运算时间长度内第一个子载波与带有时延的第二个子载波之间的周期个数之差不再是整数。这样当接收机对第一个子载波解调时,第二载波会对其造成干扰。加入CP目的就是为了消除ISI和ICI。
OFDM中CP介绍
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用数学推导CP是如何消除ISI与ICI
理解OFDM中应用到的数学公式。
用向量分析CP如何消除ISI与ICI
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理解OFDM中应用到的数学公式。
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时域中N点序列x[n]的DFT定义为
离散傅里叶逆变换IDFT定义为
卷积公式:序列长为N的序列x[n]与序列长为M的序列h[n]线性卷积得到序列长为N+M-1的序列。
基本公式利用微积分说明
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