无线通信中的OFDM技术及测试

多路径问题

　　多路径问题进一步增大了EVM测量的复杂性。图5给出了一种符号速率为每秒1M的蓝牙信号。在这一速率下，接收器将在一微秒的时间窗口内接收到一个特定的符号。如果由于多路径问题而使信号延迟了一微秒以上，接收器将在下一个符号周期内收到应有的符号，从而引起严重的符号错误。
　
图5  如果信号直接到达路径与反射到达路径的长度差异使传输延迟差超过1微秒，那么接收器将在下一个符号周期内收到符号

　　数据速率越快，多路径引起ISI（符间干扰）问题的可能性就越大。减少误码率最直接的方法是降低符号速率，使得每个符号持续的时间延长，增强抵抗多路径问题的能力。但是，这种方法会降低数据速率。我们需要一种既能够降低符号速率，又不会降低数据速率的方法——看起来似乎是一件不可能的事，OFDM技术正是解决这一难题的方法。

　　OFDM技术能够同时传输大量间隔紧密的载波，每个载波调制一个不同的信号。如图6所示，单独的I和Q输入信号被转换成分离的载波。每个载波的符号速率较低，因而具有较强的抵抗多路径问题的能力。但是由于载波数量很多，所以总体上仍然保持较高的数据速率。相邻载波都是频率相互正交的，从而使它们之间的串扰降到最低限度，不需要窄带滤波器。
　
图6  与每次传输一个符号不同的是，OFDM能够通过大量载波同时传输多个符号。这就是频分多路复用分量。子载波分布在精心选择的多个频率上，相互“正交”，邻近的子载波不会相互干扰

OFDM射频技术

　　正如大家所看到的，这里涉及很多复杂的数学知识。很多传统的测试仪器缺少信号处理功能，无法快速执行这类测量操作。如图7所示，吉时利采用基于DSP的增强架构能够快速实现这类分析操作。
　
图7   2810矢量信号分析仪和2910矢量信号发生器的数字电路模块图

　　OFDM虽然在概念上比较简单，但是它的实现却非常复杂。从数学上来看，它可以在发射端采用IFFT（反向快速傅立叶变换）在接收端采用FFT变换来实现。如图8所示，多个并行符号被变换到输出端两个经过调制的正弦波上。其中，IFFT变换的作用就像是一个特殊的多路复用器。
　
图8   OFDM可以在发射端采用IFFT变换在接收端采用FFT变换来实现。在发射端，IFFT将多个并行的输入信号变换到输出端两个经过调制的正弦波上。IFFT变换的作用就像一个特殊的多路复用器