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正交频分复用简介
了解OFDM技术,它是许多高速无线通信系统的基础。
到目前为止我们所学的内容现在可以应用于构建一个正交频分复用(OFDM)调制解调器。
背景
OFDM 是当今日常使用的多种无线技术中最流行的数字传输方案之一。采用 OFDM 的无线网络示例包括:
- 无线局域网(LAN)
- WiFi(例如 IEEE 802.11a、g、n、ac、ah)
- 数字广播系统(例如数字音频广播 DAB)
- 地面数字电视系统(例如数字视频广播 DVB)
- 4G 长期演进(LTE)蜂窝网络
- 5G 新空口(NR)蜂窝网络
为什么 OFDM 如此流行?正如我们将看到的,当无线信道的数据速率提高时,信号通过不同路径到达接收端所产生的多径副本之间会产生严重的干扰。传统通信技术中对这种干扰进行消除的过程称为均衡,其计算量非常大。而 OFDM 提供了一种简单且快速的均衡方法,能够满足极高数据速率的需求。此外,在无线标准中采用 OFDM 还有其他多个原因,但这些超出了本课程的范围。
模块框图
让我们借助下面的框图来构建一个简单的 OFDM 调制解调器,该图展示了发射端(Tx)的实现结构。每个模块的功能将在各自的课程中详细说明。
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一个 OFDM 发射机
以下是接收端(Rx)实现的模块框图:
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一个 OFDM 接收机
请记住,我们在此课程中讨论的实现是一个简化的 OFDM 调制解调器版本,目的是让学习者能专注于技术本身而非具体标准细节。如前所述,核心概念已足够详尽,以反映实际产品内部的工作原理。
选择在本课程中构建 OFDM 调制解调器的原因如下:这是数字信号处理(DSP)的一个关键应用,不仅综合运用了我们至今所学的所有知识,而且也是一种我们每天都在使用的技术。