無(wú)線通信中的OFDM技術(shù)及測(cè)試

多路徑問(wèn)題

　　多路徑問(wèn)題進(jìn)一步增大了EVM測(cè)量的復(fù)雜性。圖5給出了一種符號(hào)速率為每秒1M的藍(lán)牙信號(hào)。在這一速率下，接收器將在一微秒的時(shí)間窗口內(nèi)接收到一個(gè)特定的符號(hào)。如果由于多路徑問(wèn)題而使信號(hào)延遲了一微秒以上，接收器將在下一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)收到應(yīng)有的符號(hào)，從而引起嚴(yán)重的符號(hào)錯(cuò)誤。
　
圖5  如果信號(hào)直接到達(dá)路徑與反射到達(dá)路徑的長(zhǎng)度差異使傳輸延遲差超過(guò)1微秒，那么接收器將在下一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)收到符號(hào)

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

　　OFDM技術(shù)能夠同時(shí)傳輸大量間隔緊密的載波，每個(gè)載波調(diào)制一個(gè)不同的信號(hào)。如圖6所示，單獨(dú)的I和Q輸入信號(hào)被轉(zhuǎn)換成分離的載波。每個(gè)載波的符號(hào)速率較低，因而具有較強(qiáng)的抵抗多路徑問(wèn)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?dāng)_降到最低限度，不需要窄帶濾波器。
　
圖6  與每次傳輸一個(gè)符號(hào)不同的是，OFDM能夠通過(guò)大量載波同時(shí)傳輸多個(gè)符號(hào)。這就是頻分多路復(fù)用分量。子載波分布在精心選擇的多個(gè)頻率上，相互“正交”，鄰近的子載波不會(huì)相互干擾

OFDM射頻技術(shù)

　　正如大家所看到的，這里涉及很多復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識(shí)。很多傳統(tǒng)的測(cè)試儀器缺少信號(hào)處理功能，無(wú)法快速執(zhí)行這類測(cè)量操作。如圖7所示，吉時(shí)利采用基于DSP的增強(qiáng)架構(gòu)能夠快速實(shí)現(xiàn)這類分析操作。
　
圖7   2810矢量信號(hào)分析儀和2910矢量信號(hào)發(fā)生器的數(shù)字電路模塊圖

　　OFDM雖然在概念上比較簡(jiǎn)單，但是它的實(shí)現(xiàn)卻非常復(fù)雜。從數(shù)學(xué)上來(lái)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(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖8所示，多個(gè)并行符號(hào)被變換到輸出端兩個(gè)經(jīng)過(guò)調(diào)制的正弦波上。其中，IFFT變換的作用就像是一個(gè)特殊的多路復(fù)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(lái)實(shí)現(xiàn)。在發(fā)射端，IFFT將多個(gè)并行的輸入信號(hào)變換到輸出端兩個(gè)經(jīng)過(guò)調(diào)制的正弦波上。IFFT變換的作用就像一個(gè)特殊的多路復(fù)用器