北京大學(xué)-OFDM系統(tǒng)的頻偏與時偏

1、1 數(shù)字通信數(shù)字通信 (第十三講第十三講) OFDM系統(tǒng)的頻偏與時偏系統(tǒng)的頻偏與時偏 2016年年3月月 Yuping Zhao (Professor) 趙玉萍趙玉萍 Department of Electronics Peking University Beijing 100871, China email: 2 OFDM 系統(tǒng)的載波頻偏系統(tǒng)的載波頻偏 一、載波頻偏模型一、載波頻偏模型 設(shè)發(fā)射的設(shè)發(fā)射的 OFDM 符號為符號為 3 4 5 OFDM系統(tǒng)載波偏移模型（沒有噪聲）系統(tǒng)載波偏移模型（沒有噪聲） 6 結(jié)論：結(jié)論： 載波頻率偏移對于低頻信號的作用相當(dāng)于在載波頻率偏移對于低頻信號的作用相

2、當(dāng)于在 OFDM時域采樣序列上增添了一個等效指數(shù)時域采樣序列上增添了一個等效指數(shù) 因子因子 該因子是隨著時間連續(xù)變化的，即該因子是隨著時間連續(xù)變化的，即 n = 0 N 頻偏對系統(tǒng)的影響可寫為歸一化頻偏頻偏對系統(tǒng)的影響可寫為歸一化頻偏的函數(shù)的函數(shù) 7 二、載波頻率偏移對二、載波頻率偏移對 OFDM 系統(tǒng)接收信號的影響系統(tǒng)接收信號的影響 設(shè)發(fā)射端經(jīng)過設(shè)發(fā)射端經(jīng)過 IFFT 變換后傳輸信號表示為：變換后傳輸信號表示為： 8 9 10 結(jié)論：結(jié)論： 由于頻偏的存在，傳輸在任何子載波上的信號都會對其它由于頻偏的存在，傳輸在任何子載波上的信號都會對其它 子載波產(chǎn)生干擾。子載波產(chǎn)生干擾。 子載波間干擾與子

3、載波間干擾與 l-k 有關(guān)，與絕對子載波號無關(guān)。有關(guān)，與絕對子載波號無關(guān)。 稱稱 Sl-k 為子載波干擾系數(shù)，或為子載波干擾系數(shù)，或 ICI 系數(shù)。系數(shù)。 所有子載波上都傳有信號時，每個子載波上的所有子載波上都傳有信號時，每個子載波上的 ICI 信號為信號為 其他所有子載波上傳輸數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的其他所有子載波上傳輸數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的 ICI 信號之和。信號之和。 當(dāng)有載波偏移時，接收信號的星座圖產(chǎn)生角度旋轉(zhuǎn)，同時當(dāng)有載波偏移時，接收信號的星座圖產(chǎn)生角度旋轉(zhuǎn)，同時 信號星座圖擴散。信號星座圖擴散。 11 051015 -0.5 0 0.5 1 k Re(Y(k) 傳輸信號為 (1 + j) 12 0510

4、15 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 k Im(Y(k) 傳輸信號為 (1 + j) 13 051015 0 0.5 1 1.5 k ABS(Y(k) 傳輸信號為 (1 + j) 14 -505 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 Real Imaginary 載波頻率偏差，載波頻率偏差， = 5% 15 -6-4-20246 -6 -4 -2 0 2 4 6 Real Imaginary 載波頻率偏差，載波頻率偏差， = 25% 16 三、載波頻率偏移糾正方法一三、載波頻率偏移糾正方法一 OFDM 系統(tǒng)載波偏移系統(tǒng)載波偏移 的時域糾正方法的時域糾正方法 17 三、載波頻率偏移糾正方法二三、載波頻率偏移糾正方法二 18 其中，其中，S 中的每一項由前面的表達式給出中的每一項由前面的表達式給出 19 20 采樣頻率同步模型采樣頻率同步模型 21 22 23 采樣時鐘偏差采樣時鐘偏差 24 25 26 結(jié)論：結(jié)論： 采樣頻率偏差導(dǎo)致采樣頻率偏差導(dǎo)致 ICI ICI 值的大小與絕對的子載波號值的大小與絕對的子載波號 l 有關(guān)有關(guān) 27 28 收發(fā)端載波偏差對單載波系統(tǒng)的影響收發(fā)端載波偏差對單載波系統(tǒng)的影響 ? 29 收發(fā)端載波偏差對單