無線通信中的OFDM技術及測試

多路徑問題

　　多路徑問題進一步增大了EVM測量的復雜性。圖5給出了一種符號速率為每秒1M的藍牙信號。在這一速率下，接收器將在一微秒的時間窗口內(nèi)接收到一個特定的符號。如果由于多路徑問題而使信號延遲了一微秒以上，接收器將在下一個符號周期內(nèi)收到應有的符號，從而引起嚴重的符號錯誤。
　
圖5  如果信號直接到達路徑與反射到達路徑的長度差異使傳輸延遲差超過1微秒，那么接收器將在下一個符號周期內(nèi)收到符號

　　數(shù)據(jù)速率越快，多路徑引起ISI（符間干擾）問題的可能性就越大。減少誤碼率最直接的方法是降低符號速率，使得每個符號持續(xù)的時間延長，增強抵抗多路徑問題的能力。但是，這種方法會降低數(shù)據(jù)速率。我們需要一種既能夠降低符號速率，又不會降低數(shù)據(jù)速率的方法——看起來似乎是一件不可能的事，OFDM技術正是解決這一難題的方法。

　　OFDM技術能夠同時傳輸大量間隔緊密的載波，每個載波調(diào)制一個不同的信號。如圖6所示，單獨的I和Q輸入信號被轉換成分離的載波。每個載波的符號速率較低，因而具有較強的抵抗多路徑問題的能力。但是由于載波數(shù)量很多，所以總體上仍然保持較高的數(shù)據(jù)速率。相鄰載波都是頻率相互正交的，從而使它們之間的串擾降到最低限度，不需要窄帶濾波器。
　
圖6  與每次傳輸一個符號不同的是，OFDM能夠通過大量載波同時傳輸多個符號。這就是頻分多路復用分量。子載波分布在精心選擇的多個頻率上，相互“正交”，鄰近的子載波不會相互干擾

OFDM射頻技術

　　正如大家所看到的，這里涉及很多復雜的數(shù)學知識。很多傳統(tǒng)的測試儀器缺少信號處理功能，無法快速執(zhí)行這類測量操作。如圖7所示，吉時利采用基于DSP的增強架構能夠快速實現(xiàn)這類分析操作。
　
圖7   2810矢量信號分析儀和2910矢量信號發(fā)生器的數(shù)字電路模塊圖

　　OFDM雖然在概念上比較簡單，但是它的實現(xiàn)卻非常復雜。從數(shù)學上來看，它可以在發(fā)射端采用IFFT（反向快速傅立葉變換）在接收端采用FFT變換來實現(xiàn)。如圖8所示，多個并行符號被變換到輸出端兩個經(jīng)過調(diào)制的正弦波上。其中，IFFT變換的作用就像是一個特殊的多路復用器。
　
圖8   OFDM可以在發(fā)射端采用IFFT變換在接收端采用FFT變換來實現(xiàn)。在發(fā)射端，IFFT將多個并行的輸入信號變換到輸出端兩個經(jīng)過調(diào)制的正弦波上。IFFT變換的作用就像一個特殊的多路復用器