NDBPS的整数倍。调整过后的比特流形成包中Data部分。
(5) 用非零初值产生的伪随机序列形成扰码,然后与调整后的信息比特做异或逻辑运算。
(6) 用6个未经过扰码的‘0’比特替换6个经过扰码后的‘0’比特(这些比特能使接收端的卷积码解码器回到零状态,而它们解码后只作为尾比特)。
(7) 接下来对数据进行1/2速率的卷积编码,然后再根据编码速率的需要进行打孔(Puncture)。
(8) 将编码输出的数据以NCBPS为长度单位分成若干组,对每一组进行交织(Interleaving)处理。
(9) 编码,交织完成后输出的数据流以NCBPS为长度单位分成若干组,再选择合适的调制方法,如BPSK或者QAM等进行调制。
(10) 将调制后的复数信号按48为单位分成若干组,每一组可以形成一个OFDM符号。一组中的符号映射到编号为-26~-22、-20~-8、-6~-1、1~6、8~20、22~26的OFDM子载波上。编号为-21、-7、7、21的子载波用来插入导频。代表中心频率的0号子载波可以忽略,所以置为零。
(11) 导频插入编号为-21、-7、7和21的4个子载波中,总的子载波是52。 (12) 每一组从编号为-26~26的子载波经过逆傅立叶变换转为时域信号。对逆傅立叶变换后的波形加循环前缀形成GI,并采用时间截短的方法对每一个周期的OFDM符号的波形范围进行加窗处理(Windowing)。
(13) 以含有Rate和Length信息的Signal开始的OFDM符号流一个接一个地进入信道传输。
(14) 根据理想信道的中心频率,将复基带波形上变频到RF频率上。
2.3 802.11a的系统参数
表2.1为802.11a中规定的系统主要参数[1]。
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表2.1 OFDM系统的主要参数
参数 码片时间(chip duration) NSD(Number of data subcarriers) 数据子载波的个数 NSP(Number of pilot subcarriers) 导频子载波的个数 NST(Number of subcarriers,total) 总的子载波个数 抽样速率 OFDM符号间隔 循环前缀长度(保护间隔) FFT周期TFFT 调制方式 编码方式 比特速率 子载波频率间隔(Δf ) 训练(Preamble)序列长度 参数值 50ns 48 4 52(NSD +NSP ) 20MHz 4us(80chip) 0.8us(16chip) 3.2us(64chip) BPSK、QPSK、16QAM、64QAM 1/2卷积,约束长度为7,可选择打孔 6、9、12、18、24、36、48、54Mbit/s 0.3125MHz(20MHz/64) 16us(Tshort+Tlong) 在OFDM的帧结构中,Signal中的Rate决定了系统的比特速率,进而决定了调
表2.2 Rate决定的参数
制方式等一系列参数。表2.2为由Rate决定的参数。
Rate 1101 1111 0101 0111 1001 1数(Mbit/s) 6 据速率调方式 制编速率 1/2 码NBPSC 1 NCBPS 48 NDBPS 24 BPSK 9 BPSK 3/4 1 48 36 12 QPSK 1/2 2 96 48 18 QPSK 3/4 2 96 72 24 M 36 16QA1/2 4 192 96 16QA3/4 - 6 -
4 192 144
011 0001 0011 54 48 M 64QAM 64QAM 3/4 6 288 216 2/3 6 288 192 - 7 -
第三章 OFDM的基本原理
OFDM是一种多载波传输技术,N个子载波把整个信道分割成N个子信道,N个子信道并行传输信息。OFDM系统有许多非常引人注目的优点。第一,OFDM具有非常高的频谱利用率。普通的FDM系统为了分离开各子信道的信号,需要在相邻的信道间设置一定的保护间隔(频带),以便接收端能用带通滤波器分离出相应子信道的信号,造成了频谱资源的浪费。OFDM系统各子信道间不但没有保护频带,而且相邻信道间信号的频谱的主瓣还相互重叠,但各子信道信号的频谱在频域上是相互正交的,各子载波在时域上是正交的,OFDM系统的各子信道信号的分离(解调)是靠这种正交性来完成的。另外,OFDM的个子信道上还可以采用多进制调制(如频谱效率很高的QAM),进一步提高了OFDM系统的频谱效率。第二,实现比较简单。当子信道上采用QAM或MPSK调制方式时,调制过程可以用IFFT完成,解调过程可以用FFT完成,既不用多组振荡源,又不用带通滤波器组分离信号。第三,抗多径干扰能力强,抗衰落能力强。由于一般的OFDM系统均采用循环前缀(Cyclic Prefix,CP)方式,使得它在一定条件下可以完全消除信号的多径传播造成的码间干扰,完全消除多径传播对载波间正交性的破坏,因此OFDM系统具有很好的抗多径干扰能力。
OFDM的子载波把整个信道划分成许多窄信道,尽管整个信道是有可能是极不平坦的衰落信道,但在各子信道上的衰落却是近似平坦的,这使得OFDM系统子信道的均衡特别简单,往往只需一个抽头的均衡器即可。
3.1 OFDM的结构框图
根据OFDM的原理,可以画出大致的结构框图。基本上,各种介绍OFDM的书籍中都会有类似的结构图。如下图所示。
图3.1 OFDM发射端结构框图
接收端的框图与发射端的类似,只是进行的过程相反而已。经过编码的数据会依次进行星座映射,FFT变换,插入循环前缀后再采用无线数字通信的方式发射出去。其中OFDM调制的部分包括星座映射,FFT变换,插入循环前缀这三个步骤。下面依次进行介绍。
3.2 星座映射
星座映射是指将输入的串行数据,先做一次调制,再经由FFT分布到各个子信道
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