北京大学-OFDM系统的频偏与时偏资料
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数字通信 (第十三讲) OFDM系统的频偏与时偏
Yuping Zhao (Professor) 赵玉萍 Department of Electronics Peking University Beijing 100871, China
2016年3月
email: yuping.zhao@pku.edu.cn
10
传输信号为 (1 + j)
1
0.5
Re(Y(k))
0 -0.5 0
5 k
10
15
11
传输信号为 (1 + j)
1.5 1 0.5
Im(Y(k))
0 -0.5 -1 0
5 k
10
15
12
传输信号为 (1 + j)
1.5
1
ABS(Y(k))
0.5
0 0
5 k
10
15
13
载波频率偏差， = 5%
1
OFDM 系统的载波频偏
一、载波频偏模型
设发射的 OFDM 符号为
2
3
4
OFDM系统载波偏移模型（没有噪声）
IFFT X (k ) s(n) r(n)
FFT Y(k)
exp(j2π/N× εn) 频域 时域 频域
5
结论： ① 载波频率偏移对于低频信号的作用相当于在
OFDM时域采样序列上增添了一个等效指数
18
19
采样频率同步模型
20
21
22
采样时钟偏差
23
24
25
结论： ① 采样频率偏差导致 ICI ② ICI 值的大小与绝对的子载波号 l 有关
26
27
收发端载波偏差对单载波系统的影响
?
28
收发端载波偏差对单载波系统的影响
含相偏的星座图
3
Quadrature
1
-1
-3
-3
-1 1 In-Phase
3
29
因子 ② 该因子是随着时间连续变化的，即 n = 0 ~ N ③ 频偏对系统的影响可写为归一化频偏ε的函数
6
二、载波频率偏移对 OFDM 系统接收信号的影响
• 设发射端经过 IFFT 变换后传输信号表示为：
7
8
9
结论：
① 由于频偏的存在，传输在任何子载波上的信号都会对其它
子载波产生干扰。 ② 子载波间干扰与 l-k 有关，与绝对子载波号无关。 ③ 称 Sl-k 为子载波干扰系数，或 ICI 系数。 ④ 所有子载波上都传有信号时，每个子载波上的 ICI 信号为 其他所有子载波上传输数据所产生的 ICI 信号之和。 ⑤ 当有载波偏移时，接收信号的星座图产生角度旋转，同时 信号星座图扩散。
5 4 3 2
Imaginary
1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -5 0 5
14
Real
载波频率偏差， = 25%
6
4
2
Imaginary
0
-2
-4
-6 -6
-4
-2
0
2
4
6
15
Baidu Nhomakorabea
Real
三、载波频率偏移纠正方法一
OFDM 系统载波偏移 的时域纠正方法
16
三、载波频率偏移纠正方法二
17
其中，S 中的每一项由前面的表达式给出
Yuping Zhao (Professor) 赵玉萍 Department of Electronics Peking University Beijing 100871, China
2016年3月
email: yuping.zhao@pku.edu.cn
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传输信号为 (1 + j)
1
0.5
Re(Y(k))
0 -0.5 0
5 k
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传输信号为 (1 + j)
1.5 1 0.5
Im(Y(k))
0 -0.5 -1 0
5 k
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传输信号为 (1 + j)
1.5
1
ABS(Y(k))
0.5
0 0
5 k
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载波频率偏差， = 5%
1
OFDM 系统的载波频偏
一、载波频偏模型
设发射的 OFDM 符号为
2
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OFDM系统载波偏移模型（没有噪声）
IFFT X (k ) s(n) r(n)
FFT Y(k)
exp(j2π/N× εn) 频域 时域 频域
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结论： ① 载波频率偏移对于低频信号的作用相当于在
OFDM时域采样序列上增添了一个等效指数
18
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采样频率同步模型
20
21
22
采样时钟偏差
23
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25
结论： ① 采样频率偏差导致 ICI ② ICI 值的大小与绝对的子载波号 l 有关
26
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收发端载波偏差对单载波系统的影响
?
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收发端载波偏差对单载波系统的影响
含相偏的星座图
3
Quadrature
1
-1
-3
-3
-1 1 In-Phase
3
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因子 ② 该因子是随着时间连续变化的，即 n = 0 ~ N ③ 频偏对系统的影响可写为归一化频偏ε的函数
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二、载波频率偏移对 OFDM 系统接收信号的影响
• 设发射端经过 IFFT 变换后传输信号表示为：
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结论：
① 由于频偏的存在，传输在任何子载波上的信号都会对其它
子载波产生干扰。 ② 子载波间干扰与 l-k 有关，与绝对子载波号无关。 ③ 称 Sl-k 为子载波干扰系数，或 ICI 系数。 ④ 所有子载波上都传有信号时，每个子载波上的 ICI 信号为 其他所有子载波上传输数据所产生的 ICI 信号之和。 ⑤ 当有载波偏移时，接收信号的星座图产生角度旋转，同时 信号星座图扩散。
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Imaginary
1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -5 0 5
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Real
载波频率偏差， = 25%
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Imaginary
0
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-6 -6
-4
-2
0
2
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Baidu Nhomakorabea
Real
三、载波频率偏移纠正方法一
OFDM 系统载波偏移 的时域纠正方法
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三、载波频率偏移纠正方法二
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其中，S 中的每一项由前面的表达式给出