通信技术基础 -- 变换技术  -- OFDM
    OFDM的学习历程     作者 LTE学习大使孙宇彤(微信关注

 页码1    发表日期10-04-14

最近在学习OFDM,特地记录下一些学习的历程。
  从OFDM字面上不难看出,OFDMA是正交+频分复用,因此也是一种复用技术。
   OFDM不是LTE的独有技术,当然必须承认是LTE让OFDM变得如此受重视。
  事实上,ADSL以及WLAN、DVB都采用了OFDM技术









 页码2    发表日期10-04-14

1.什么是正交的子载波?
  OFDM技术最关键的描述是正交的子载波,什么是正交的子载波,很多书籍中都一笔带过。开始我以为是类似于CDMA的概念,也就是每个子载波上承载的码不同,自然正交了。
  实际上OFDM并不是这个概念,而是子载波之间是正交的,与承载信息无关。这样,就要求子载波不能随意找,必须满足一定的条件,也就是各个子载波的频率是基波频率的整数倍。满足这个要求后,频域上每个子载波的峰值正好是其他子载波的零点。

  实际上,寻找正交一直是通信界孜孜以求的事业,Walsh码的正交以及子载波的正交让人叹为观止,都离不开数学。
  

  

 页码3    发表日期10-04-22

2.多载波
  OFDM技术需要并发多个载波,这也是OFDM技术的特点,类似于计算机里的并行总线与串行总线的差别。
  LTE中可以并发128个载波~4096个载波。
  多载波在时域上会造成幅值叠加,形成很大的峰均比,与CDMA技术类似。

3.优缺点
   优点:子载波数量多,可对抗频带上的窄带衰落。
            子载波上承载的速率低,可减少信道均衡的压力,抗干扰。
   缺点:对频率的精度要求高。
            峰均比高。

 页码4    发表日期10-04-30    已修改11-12-08

4. OFDM的实施

  OFDM的实施离不开IFFT/FFT(快速傅里叶逆变换/快速傅里叶变换),其中IFFT将信号从频域转换为时域,FFT将信号从时域转换为频域。

  如果不将信号从频域转换为时域,根据OFDM的特点,每个子载波上都承载了信号,因此必须在信道上同时传送这些子载波。显然,这个工作需要先产生子载波,再承载信号,再线性叠加,输入到信道上。这种方法需要大量的硬件开销,参见OFDM的前世今生,是无法实施的。
  
  (附注:这是当时的理解,与实际情况还是有出入的,保留在这里是为了让大家看到理解OFDM并不容易,如何理解OFDM中的IFFT/FFT的确是一个很大的挑战。合理的解释参见如何理解OFDM中的FFT以及IFFT一文。)


  IFFT的具体计算过程如下:
  1. 输入为N个信号数值(N=256~4096),信号数值是调制后的信号值,称为符号。OFDM调制还是采用高效的QAM方式,因此符号是复数。
  2. IFFT没有单独的算法,采用的还是FFT算法,IFFT=共轭(FFT(输入共轭/N)),也就是求输入的共轭复数,除以N,进行FFT运算,得到的结果再求共轭复数,就是IFFT的结果。
  3. IFFT的输出结果仍为N个数值。

 页码5    发表日期11-05-03

  到今天,可以说基本上把OFDM给搞清楚了,有点像阿基米德的感觉,“我知道了!”,爽!

  以下罗列一下学习过程中对OFDM的误解和疑问:
  1. 所谓正交,是类似于CDMA的概念,也就是每个子载波上承载的码不同,自然正交了。(错)
  2. 为什么IFFT前需要进行QAM调制?
  3. 是先进行QAM调制,再进行串并转换;还是先进行串并转换,再进行QAM调制?
  4. IFFT后为什么需要并串转换?
  5. 并串转换后符号率为什么没有提高?
  6. IFFT将信号从频域转换为时域,FFT将信号从时域转换为频域是什么意思?
  7. 可以发送用FFT,接收IFFT吗?
  8. IFFT/FFT中采样点N是什么意思,与子载波数量有关系吗?
  9. IFFT输出的是一个OFDM符号还是N个OFDM符号?
10.IFFT输出后为什么不用扰码?
11.FFT采样点数量与信号频率的关系?

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