【OFDM 】給“小白”圖示講解OFDM

原文：

給"小白"圖示講解OFDM的原理

時域角度：

• 一個系統若要從時域上來實現OFDM，難度太大，時延和頻偏都會嚴重破壞子載波的正交性，從而影響系統性能。

• 一個通信系統大致分為發射機、接收機兩部分

• 發射機對應的IFFT，接收機對應的FFT，就是發射機接收機內部采用頻域方式處理，空中采用時域傳輸。

頻域角度：

• 間隔頻率互相正交，因此F1、F2頻譜雖然有重疊，但是仍然是沒有互相干擾的

• OFDM正交子載波，載頻間距為奈奎斯特帶寬，保證了最大的頻帶利用率
  

這樣可以有效的限制帶寬外部的信號，在保證本路信號沒有碼間串擾的情況下，既能最大限度的利用帶寬，又能減少子載波間的各路信號的相互干擾

頻帶利用率是碼元速率1/T和帶寬B(或者W)的比值。

用IFFT實現OFDM

要理解IFFT實現OFDM，最好的辦法還是看公式。
f(t) = a1·sin(2π·Δf·t) + 
       a2·sin(2π·Δf·2t) + 
       a3·sin(2π·Δf·3t) + 
       ...
       ak·sin(2π·Δf·kt) + 
       b1·cos(2π·Δf·t) + 
       b2·cos(2π·Δf·2t) + 
       b3·cos(2π·Δf·3t) + 
       ...
       bk·cos(2π·Δf·kt) + 
     = ∑ak·sin(2π·Δf·kt) + ∑bk·cos(2π·Δf·kt) 【公式1-1：實數的表達】

為了方便進行數學處理，上式有復數表達形式如下：
f(t) = ∑Fk·e(j·2π·Δf·kt) 【公式1-2：復數的表達】

這里的IFFT需要將時域離散化，因此公式IFFT ≈ IDFT -->
fn = 1/N·∑Fk·e(j·2π·k·n/N) 【公式3-1，n為時域離散后的序號，N為總的IFFT個數，n∈[1,N]】

時域上的OFDM系統圖:

用IFFT實現OFDM:

關於物理層的信號

要弄清楚信號的含義，可以將整個物理層信號傳輸的過程給分解開來，可以看到，不同的步驟對信號的處理是不同的。
信源編碼着重於對信號的容量進行壓縮，提高傳輸效率（比特流）；
信道編碼針對多變的信道插入冗余信息，增加傳輸的穩定性（比特流）；
信號調制則是將比特流轉成了特定的波形進行傳輸，根據調制方式的不同，即可能是一個比特對應一個波形，也有可能是數個比特對應一個波形（高階調制）。所以有個問題說不知道0對應什么波形，1對應什么波形，是因為沒弄清調制過程。