理论教育 如何优化多径环境下的信号传输?

如何优化多径环境下的信号传输?

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:在无线信道环境中,由于多径衰落,我们知道会产生ISI。如果只是为了解决ISI,相邻符号间留足保护间隔就好了。那又怎么对付多径造成的子载波间正交性破坏呢?图15-2 插入CP保证多径传播中的正交性下面,我们再看看上述正交性保持对于采用IDFT/DFT发送接收方法时,又是怎么体现的呢?

如何优化多径环境下的信号传输?

15.1节关于OFDM原理的讨论,没有考虑实际无线信道的衰落、多径等。在无线信道环境中,由于多径衰落,我们知道会产生ISI。如果只是为了解决ISI,相邻符号间留足保护间隔就好了。更麻烦的是,多径会破坏正交性,因为在接收窗内,各个子载波延迟径落到接收窗内的信号不是整数个周期。那又怎么对付多径造成的子载波间正交性破坏呢?

注意到两个子载波即使不同相也能保持正交,但要求两个子载波在积分区间都刚好是整数个周期,即在978-7-111-42053-8-Chapter12-10.jpgf区间内

978-7-111-42053-8-Chapter12-11.jpg

如果多径时延扩展最大为max,我们给发射信号加上长度大于max的循环前缀(CP),即把一个OFDM符号的末尾长度长于max的部分平移接到整个符号的头上后再发送,则符号间的干扰只影响到CP对应的时间段。如果接收端积分区间仍然认定为最初的长度,即去掉CP后再积分,那积分区间内不会受到码间干扰,故码间干扰也不怕了。如图15-2所示,积分区间内不同径贡献的信号仅有相位差别,不改变正交性,那第一条径的子载波A和其他不论来自哪条径的子载波B都正交,则在接收端仍能无误地还原出各个子载波承载的数据。另外,同样告诉大家这个技巧其实离大家很近,在1980年才被发现,80后啊!

978-7-111-42053-8-Chapter12-12.jpg(www.daowen.com)

图15-2 插入CP保证多径传播中的正交性

下面,我们再看看上述正交性保持对于采用IDFT/DFT发送接收方法时,又是怎么体现的呢?假设现在有有限个抽头,上面提到的循环前缀这里相当于把后面部分采样点放到了头上。这个我们已经讲过很多遍了,最后DFT到频域可得到平行信道

yn=Hnan

说明什么?说明yn只与相应子载波上发射端数据an相关,与其他完全无关,这如果还不能认为正交,什么情况才叫正交呢!如果接收端通过导频已知各个子载波的信道衰落系数Hn,那么还原发送的数据就简单了。如果信道除了衰落,还有噪声,在上面式子中加上噪声讨论即可,前面讲过的接收方法都可以使用。

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