無線通信中的OFDM技術(shù)及測試

關(guān)鍵特性的測量：星座圖和EVM

圖10  符合802.11j標(biāo)準(zhǔn)的WLAN信號(hào)星座圖。注意，雖然該信號(hào)是采用多個(gè)載波進(jìn)行傳輸?shù)?，但它本質(zhì)上仍然是一個(gè)QAM信號(hào)。其中也包含兩個(gè)冗余的符號(hào)，表示在導(dǎo)頻上調(diào)制的信息

　　圖10給出了符合802.11j標(biāo)準(zhǔn)的WLAN信號(hào)星座圖。注意，雖然該信號(hào)是采用多個(gè)載波進(jìn)行傳輸?shù)模举|(zhì)上仍然是一個(gè)QAM信號(hào)。其中也包含兩個(gè)冗余的符號(hào)，表示在導(dǎo)頻上調(diào)制的信息。

OFDM的應(yīng)用非常廣泛，如表1所示。

表1 使用OFDM技術(shù)的通信標(biāo)準(zhǔn)　
　

WLAN

　　WLAN是由IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)定義的，其中包括從a到g多個(gè)變種，如表2所示。在16.25MHz的帶寬內(nèi)包含52個(gè)載波（如圖11所示），編號(hào)從-26到+26，間隔312.5kHz。其中載波7和21（-21、-7、+7和+21）是導(dǎo)頻。報(bào)文結(jié)構(gòu)為“前同步碼—報(bào)頭—數(shù)據(jù)塊”，子載波調(diào)制類型為BPSK、QPSK、16-QAM或64-QAM。
　
　
圖11  調(diào)制方案中的各個(gè)載波稱為子載波。子載波之間具有規(guī)則的間隔，稱為子載波頻率間隔（ΔF）。子載波的頻率相對中心頻率為kΔF，其中k是子載波的序號(hào)

　　最初的WLAN標(biāo)準(zhǔn)是802.11b，它不是基于OFDM技術(shù)的。a和g相同：a采用5GHz的ISM頻帶，g采用2.4GHz的ISM頻帶。j是g符號(hào)速率降低的版本，主要用于日本市場，n基于MIMO技術(shù)。

　　國際上多個(gè)組織都在從事WLAN的研究規(guī)范工作：WiFi行業(yè)聯(lián)盟致力于定義802.11標(biāo)準(zhǔn)所需的子集，以確保不同廠商的設(shè)備之間具有更好的互操作性。EWC行業(yè)聯(lián)盟致力于完善目前還沒有完成的n標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)為此達(dá)成了一個(gè)統(tǒng)一的版本，并力圖在802.11n標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)之前提出實(shí)際的解決方案。

WLAN所需的測試設(shè)備

　　WLAN所需的測試設(shè)備必須具有高達(dá)6GHz的頻率范圍，并且能夠調(diào)制或解調(diào)除了802.11n之外所有類型的帶寬高達(dá)16.25GHz的OFDM信號(hào)，802.11n的最大帶寬為40MHz。

　　到目前為止，我們對OFDM已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí)。在OFDM中所有的載波都是用于構(gòu)成單鏈路。OFDMA（正交頻分多路復(fù)用多址）采用與CDMA類似的方式將不同組的子載波分配給不同的用戶，其最著名的應(yīng)用就是WiMAX。

WiMAX

　　WiMAX（全球微波接入互通）在概念上與802.11標(biāo)準(zhǔn)非常類似，但是要同時(shí)滿足多個(gè)用戶的需求使得它的實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜。
WiMAX主要有兩個(gè)變種：固定式和移動(dòng)式。移動(dòng)式WiMAX，即802.16e-2005（常稱為802.16e），易于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備之間的互連。它采用SOFDMA（可擴(kuò)展OFDM多路多址）技術(shù)，這種技術(shù)能夠與OFDMA互操作，但是需要新的設(shè)備支持。802.16e標(biāo)準(zhǔn)也增加了對MIMO（多入多出）的支持。

　　固定式WiMAX，即802.16-2004（常稱為802.16d），采用OFDMA技術(shù)，工作頻率范圍為2～11GHz（在5.9GHz以上沒有經(jīng)過正式的批準(zhǔn)）；它在2km范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)10Mbps的實(shí)際數(shù)據(jù)速率。
　　
表3歸納了固定式與移動(dòng)式WiMAX二者的差異。

表3固定式與移動(dòng)式WiMAX