北京大学-OFDM系统的频偏与时偏

1、1 数字通信数字通信 (第十三讲第十三讲) OFDM系统的频偏与时偏系统的频偏与时偏 2016年年3月月 Yuping Zhao (Professor) 赵玉萍赵玉萍 Department of Electronics Peking University Beijing 100871, China email: 2 OFDM 系统的载波频偏系统的载波频偏 一、载波频偏模型一、载波频偏模型 设发射的设发射的 OFDM 符号为符号为 3 4 5 OFDM系统载波偏移模型（没有噪声）系统载波偏移模型（没有噪声） 6 结论：结论： 载波频率偏移对于低频信号的作用相当于在载波频率偏移对于低频信号的作用相

2、当于在 OFDM时域采样序列上增添了一个等效指数时域采样序列上增添了一个等效指数 因子因子 该因子是随着时间连续变化的，即该因子是随着时间连续变化的，即 n = 0 N 频偏对系统的影响可写为归一化频偏频偏对系统的影响可写为归一化频偏的函数的函数 7 二、载波频率偏移对二、载波频率偏移对 OFDM 系统接收信号的影响系统接收信号的影响 设发射端经过设发射端经过 IFFT 变换后传输信号表示为：变换后传输信号表示为： 8 9 10 结论：结论： 由于频偏的存在，传输在任何子载波上的信号都会对其它由于频偏的存在，传输在任何子载波上的信号都会对其它 子载波产生干扰。子载波产生干扰。 子载波间干扰与子

3、载波间干扰与 l-k 有关，与绝对子载波号无关。有关，与绝对子载波号无关。 称称 Sl-k 为子载波干扰系数，或为子载波干扰系数，或 ICI 系数。系数。 所有子载波上都传有信号时，每个子载波上的所有子载波上都传有信号时，每个子载波上的 ICI 信号为信号为 其他所有子载波上传输数据所产生的其他所有子载波上传输数据所产生的 ICI 信号之和。信号之和。 当有载波偏移时，接收信号的星座图产生角度旋转，同时当有载波偏移时，接收信号的星座图产生角度旋转，同时 信号星座图扩散。信号星座图扩散。 11 051015 -0.5 0 0.5 1 k Re(Y(k) 传输信号为 (1 + j) 12 0510

4、15 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 k Im(Y(k) 传输信号为 (1 + j) 13 051015 0 0.5 1 1.5 k ABS(Y(k) 传输信号为 (1 + j) 14 -505 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 Real Imaginary 载波频率偏差，载波频率偏差， = 5% 15 -6-4-20246 -6 -4 -2 0 2 4 6 Real Imaginary 载波频率偏差，载波频率偏差， = 25% 16 三、载波频率偏移纠正方法一三、载波频率偏移纠正方法一 OFDM 系统载波偏移系统载波偏移 的时域纠正方法的时域纠正方法 17 三、载波频率偏移纠正方法二三、载波频率偏移纠正方法二 18 其中，其中，S 中的每一项由前面的表达式给出中的每一项由前面的表达式给出 19 20 采样频率同步模型采样频率同步模型 21 22 23 采样时钟偏差采样时钟偏差 24 25 26 结论：结论： 采样频率偏差导致采样频率偏差导致 ICI ICI 值的大小与绝对的子载波号值的大小与绝对的子载波号 l 有关有关 27 28 收发端载波偏差对单载波系统的影响收发端载波偏差对单载波系统的影响 ? 29 收发端载波偏差对单