恶补通信基础知识——OFDM篇

恶补通信基础知识——OFDM篇

废话部分

有一句话说的好“欠下的总是要还的”，哎，作为一个不是通信出身的人，入了通信的坑，有些东西真的是不得不填。处在找方向、找课题的阶段，还是很让人苦恼的，尤其是我这种零基础。

OFDM基本概念

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)，正交频分复用技术。在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽要宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，为了能够充分利用信道的带宽，就可以采用频分复用的方法。OFDM主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。（见百度百科）
看着百度百科上这段话，产生两个疑问，如何将信道分成正交子信道？为什么调制到子信号上之后数据流的速度就变慢了？
关于第一个问题，见1，讲的很详细，我看的似懂非懂。
第二个问题，就又有概念蹦出来了：子载波、子载波间隔(SCS)、OFDM符号的持续时间、时隙、帧和子帧。讲真，对这些东西我是一脸懵逼的。。。根据我乱七八糟，东拼西凑的理解，梳理如下：

梳理

如2所讲，基本上就是，将一帧划分为子帧，每个子帧的时间是1ms，每个时隙包含14个OFDM符号。在OFDM系统中，将单路高速信号转化成了多路并行的低速信号，然后将这些信号调制到相互正交的子载波上发送，单位时间内子载波能传送的数据量就是子载波间隔。假如相同的时间内总的传输量不变，那么并行之后，每一路子载波上的传输速度就会降低，将每一路子载波上的基带符号汇总成OFDM符号，那么OFDM符号的持续时间Tu（Tu = 1/子载波间隔）就会增加。时隙(slot)的时长就会增加。
总结：子载波增加，子载波间隔减小，子载波上传输速度降低，OFDM符号持续时间增加，时隙的时长增加，每个子帧上的时隙个数减小；子载波减少，子载波间隔增加，子载波上传输速度增加，OFDM符号持续时间减少，时隙的时长减小，每个子帧上的时隙个数增加。
这些东西有什么用呢？有用，反正不能瞎选，比如子载波间隔的选择，增大子载波间隔，OFDM符号时间减少，可以减小时延。但如果子载波间隔过大，OFDM符号中的循环前缀(CP)的长度就太短，无法消除多径效应带来的影响。那么，问题又来了，什么是CP？多径效应带来的影响有什么？

多径效应

由于电磁波传播过程中存在多条路径，导致各个子信道到达接收端的时间不同。多径效应产生的影响包括：符号内干扰；ISI符号间干扰（Symbol Interference）和ICI信道干扰（Carrier Interference）具体见3

消除多径干扰的方法

有了多径效应，也就有了消除多径效应带来的多径干扰的解决方法，具体见3。在这里，通过增加循环前缀的方式，可以同时减少ISI和ICI的影响。
经过这一大通理解，明白了，CP可以消除多径干扰带来的影响，且CP的持续时间必须大于由于多径效应产生的最大时延。为了满足这个最小阈值的要求，子载波间隔的选取就有了上限。也可以参考4

好了，就到这吧，我已经不行了。。。