OFDM技术的介绍PPT课件

1、主要内容主要内容nofdm发展史及基本原理n信道估计的基本方法n基于导频的ofdm信道估计方法主要内容主要内容ofdm发展及基本原理发展及基本原理nofdm发展史发展史u自从20世纪80年代以来，ofdm已经在数字音频广播(dab)、数字视频广播(dvb)、wlan中广泛应用u1995年，etsi制定了dab标准u1997年，dvb标准也开始投入使用u1998年，ieee802.11选择ofdm作为wlan的物理层接入方案。ofdm发展及基本原理发展及基本原理n基本原理 将发送的数据流分散到许多个子载波上，使各个子载波的信号速率大为降低，从而能够提高抗多径和抗衰落的能力。为了提高频谱利用率，o

2、fdm中各个子载波频谱有1/2重叠，但保持正交，在接收端通过相关解调技术分离出各载波，同时消除码间干扰的影响。ofdm发展及基本原理发展及基本原理n系统模型ofdm发展及基本原理发展及基本原理n信道估计的必要性 信道估计是通信领域的一个研究热点，它是进行相关检测，解调，均衡的基础。根据调制方式(差分或非差分)的不同，在接收端采用不同的解调方法。如果发射机采用非差分调制方案，则接收机就必须采用相干解调。而在相干解调中每个子载波必须是同步的或者相位的偏移是已知的。为了在接收机上产生这些信息，我们必须进行信道估计来为信道传输系数提供估计值。 主要内容主要内容nofdm发展史及基本原理n信道估计的基本

3、方法n基于导频的ofdm信道估计方法信道估计的基本方法信道估计的基本方法n信道估计的分类u非盲估计 在估计阶段首先利用导频来获得导频位置的信道信息，然后为下面获得整个数据传输阶段的信道信息做好准备 u盲估计 不使用导频信息，通过使用相应信息处理技术获得信道的估计值信道估计的基本方法信道估计的基本方法n比较u基于导频符号的信道估计 优点：信道估计具有实时性，可以应用于时变信道 缺点：频谱利用率低u盲信道估计 优点：频率利用率高 缺点：信道估计需要积累一定的时间，不适用于时 变信道信道估计的基本方法信道估计的基本方法 在基于ofdm 的新一代无线通信系统中，由于传输速率较高，并且需要使用相干检测（

4、coherent detection）技术获得较高的性能，因此通常使用非盲估计获得较好的估计效果，这样可以更好的跟踪无线信道的变化，提高接收机性能。 主要内容主要内容nofdm发展史及基本原理n信道估计的基本方法n基于导频的ofdm信道估计方法基于导频的基于导频的ofdm信道估计方法信道估计方法n基本过程 在发送端适当位置插入导频，接收端利用导频恢复出导频位置的信道信息 ，然后利用某种处理手段（如内插，滤波，变换等）获得所有时段的信道信息hh主要内容主要内容nofdm发展史及基本原理n信道估计的基本方法n基于导频的ofdm信道估计方法基于导频的基于导频的ofdm信道估计方信道估计方法法n发送端

5、导频的选择与插入基于导频的基于导频的ofdm信道估计方信道估计方法法n性能比较u梳状导频插入 在所有的ofdm符号中特定的子载波位置放置导频需要估计导频处的信道响应又要使用内插方法计算出其余频点处的信道响应 u块状导频插入 在特定间隔的ofdm符号的所有子载波上放置导频 适合于信道慢变的情况 主要内容主要内容nofdm发展史及基本原理n信道估计的基本方法n基于导频的ofdm信道估计方法基于导频的基于导频的ofdm信道估计方法信道估计方法h传输参数频位置的信号估计信道接收端根据接收到的导n研究任务主要内容主要内容nofdm发展史及基本原理n信道估计的基本方法n基于导频的ofdm信道估计方法基于导

6、频的基于导频的ofdm信道估计方法信道估计方法n研究任务 利用在数据流中插入一定数量的已知数据（导频）来进行信道估计，这样就可以通过已知点上的信道响应的采样值来估计出整个信道的响应 hh 基于导频的基于导频的ofdm信道估计方信道估计方法法n基于mmse 的的改进信道估计技术 通过导频位置获取的信道信息恢复出所有时刻信道的信息的最优准则是mmse ，理论可以得到最小均方误差意义上（mmse 准则）的最佳滤波器是二维维纳滤波器（wiener filter）。但是二维滤波的方法比较复杂(需要信道的某些信息)且计算量非常大。将二维滤波器分解成为两个级联的一维滤波器：一个频域滤波器和一个时域滤波器，这

7、里频域滤波器利用信道的频域相关信息进行滤波，时域滤波器利用信道的时域相关信息滤波。 基于导频的基于导频的ofdm信道估计方信道估计方法法n使用近似方法实现信道估计 利用已有的数据实现对真实信道的拟合，一般采用内插方法，常用的内插方法有线性内插，高斯内插以及cubic 内插的方法。 内插方法本身的优势在于不需要信道统计特性和实现简单 主要内容主要内容nofdm发展史及基本原理n信道估计的基本方法n基于导频的ofdm信道估计方法信道估计的实现信道估计的实现0;pnnni维矢量用pn)(),.(),(110=pnipipipp的准则h10;pnnnapn(1) wabh p =信道估计的实现信道估计

8、的实现(1) wabh p =.,diaga1, 10=pnaaaa为对角阵，其中：符号个数帧的子载波数和表示一个矩阵的行和列表示矩阵的为ofdmofdmln,b,10 , 10 ;,dft/2,knlknneblnbpnkijknpn=目标矢量，也就是要估计的为实际的冲激响应的复h的高斯噪声复矢量为均值为零方差为w信道估计的实现信道估计的实现(1) wabh p =1，得a 一化，即，若对若对导频信号进 两边同乘以anh=pazwh=,aw(2) w +bh = zh式中信道估计的目的就是通过接收到的z来估计信道的频率响应h。常用有两种信道估计方法：最大似然准则(mle)和最小均方误差准则(mmse) 。信道估计的实现信道估计的实现n最大似然估计极大使)()(1exp1);(22bhzbhzhzphnwnpp=的极小值即求)()(sbhzbhzh=zbbbhhhmle1)(=可以得到h的最大似然估计hhmle信道估计的实现信道估计的实现n最小均方误差准则(mmse)达到最小使)/()()()/(zhphzzshzzhzbh=在无线信道中，假设h是一个rayleigh分布的l*1复矢量)(112hhhhhmmsehheczbbbch=其中hhmmse信道估计的实现信道估计的实现n仿真条件带宽b=2khz; 时域采用周期t=224us；f为多普勒频移，假设最大值为10h