第8章新型数字带通调制技术讲解.ppt

作业 8-1、2、3、4 * 本项目组研究内容供供参考 参考书：基于数字信号处理的相干光通信技术 国家自然科学基金项目，OFDM光信号传输及信号处理基础理论与关键技术研究 国家863项目：基于OFDM的光载无线通信技术研究 国家自然科学基金项目：基于数字信号处理辅助相干检测的高频谱效率光纤传输技术 * 基于数字信号处理的相干光通信技术 余建军，迟楠，陈林 * 第8章 新型数字带通调制技术 OFDM信号的产生 码元分组：设输入信号为串行二进制码元，码元持续时间为T，先将输入码元序列分成帧，每帧中有F个码元（即为并行传输的码元），即有F比特。然后将此F比特分成N组，每组中的比特数可以不同，如下图所示。 * 图8-165 码元的分组 ??? ??? t t t B0 B1 B2 B3 BN-1 F比特 F比特 F比特 帧 t B0 B1 BN b0比特 b1比特 b3比特 b2 Tf ……… ……… Ts 第8章 新型数字带通调制技术 设第i组中包含的比特数为bi，则有 将每组中的bi个比特看作是一个Mi进制码元Bi，其中bi ＝ log2 Mi，并且经过串/并变换将F个串行码元bi变为N个（路）并行码元Bi。各路并行码元Bi持续时间相同，均为一帧时间Tf = F?Ts，但是各路码元Bi包含的比特数不同。这样得到的N路并行码元Bi用来对于N个子载波进行不同的MQAM调制。 这时的各个码元Bi可能属于不同的Mi进制，所以它们各自进行不同的MQAM调制。 * 第8章 新型数字带通调制技术 MQAM调制中一个码元可以用平面上的一个点表示。而平面上的一个点可以用一个矢量或复数表示。下面用复数Bi表示此点。将Mi进制的码元Bi变成一一对应的复数Bi的过程称为映射过程。例如，若有一个码元Bi是16进制的，它由二进制的输入码元“1100”构成，则它应进行16QAM调制。 设其星座图如下图所示，则此16进制码元调制后的相位应该为45?，振幅为A/21/2。此映射过程就应当将输入码元“1100”映射为 * 1011 1001 1110 1111 1010 1000 1100 1101 0001 0000 0100 0110 0011 0010 0101 0111 A 映射/ 相移键控 8-PSK的信号星座图示： * 映射/ 正交幅度调制 16-QAM的信号映射图示： * 1011 1001 1110 1111 1010 1000 1100 1101 0001 0000 0100 0110 0011 0010 0101 0111 A 第8章 新型数字带通调制技术 为了用IDFT实现OFDM，首先令OFDM的最低子载波频率等于0，以满足下式 右端第一项（即n = 0时）的指数因子等于1。为了得到所需的已调信号最终频率位置，可以用上变频的方法将所得OFDM信号的频谱向上搬移到指定的高频上。 * 第8章 新型数字带通调制技术 其次，我们令K = 2N，使IDFT的项数等于子信道数目N的两倍，并用对称性条件： 由N个并行复数码元序列{Bi}，(其中i = 0, 1, 2, …, N – 1)，生成K＝2N个等效的复数码元序列{Bn?}，(其中n = 0, 1, 2, …, 2N – 1)，即令{Bn?}中的元素等于： 这样将生成的新码元序列{Bn?}作为S(n)，代入IDFT公式，得到 k = 0, 1, 2, …, K-1 * 第8章 新型数字带通调制技术 式中 它相当于OFDM信号s(t)的抽样值。故s(t)可以表示为 子载波频率fk = n/Tf，(n = 0, 1, 2, … , N - 1)。 离散抽样信号s(k)经过D/A变换后就得到上式的OFDM信号s(t)。 * 第8章 新型数字带通调制技术 OFDM调制原理方框图 * 分帧 分组 串/并 变换 编码 映射 . . . . . . IDFT . . . 并/串 变换 D/A 变换 上 变 频 OFDM 信号 二进制 输入信号 技术2：保护间隔和循环前缀 背景：比如在无线通信中 因为反射、散射和衍射的存在，信号在发射机和接受机之间可以沿着不同的路径传播– 多经效应 时延: 信号随时间分散 临频信号干扰,，码间干扰 (ISI) * signal at sender signal at receiver LOS pulses multipath pulses LOS: Line Of Sight OFDM中解决方案: 保护间隔和循环前缀 OFDM 信号周期: 保护间隔和循环前缀:原理 在OFDM 系统中，两个不同信号源的干扰可以区分 相邻载波干扰 (ICI)：同一FFT帧中，子信道间或者频子带间的信号串扰