無(wú)線(xiàn)通信中的OFDM技術(shù)及測試

         OFDM(正交頻分多路復用）具有很高的頻譜效率，比GSM和WCDMA等無(wú)線(xiàn)技術(shù)能夠在單位帶寬內調制更多的數據。圖1對比了幾種主要無(wú)線(xiàn)蜂窩技術(shù)的頻譜效率，以及它們與WLAN和WiMAX的對比情況。以面向移動(dòng)蜂窩設備的無(wú)線(xiàn)LTE（長(cháng)期演進(jìn)）和UMB（超移動(dòng)寬帶）技術(shù)為代表的第四代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)計劃將采用OFDM和OFDMA技術(shù)。
 
圖1  主要蜂窩技術(shù)的頻譜效率及其與WLAN和WiMAX的對比。以L(fǎng)TE（即無(wú)線(xiàn)蜂窩設備的長(cháng)期演進(jìn)）技術(shù)為核心的第四代無(wú)線(xiàn)通信將采用OFDM技術(shù)

　　OFDM能夠容忍帶有較高射頻干擾的環(huán)境。某些使用OFDM技術(shù)的通信服務(wù)——例如WLAN——工作在開(kāi)放的ISM頻帶中，它們必須與很多其他使用該開(kāi)放頻帶的設備共存，包括模擬無(wú)繩電話(huà)（900MHz）、微波爐（2.45GHz）、藍牙設備（2.45GHz）、數字無(wú)繩電話(huà)（2.45GHz或5.8GHz）和WLAN（2.45GHz或5.8GHz）。OFDM能夠很好地工作在復雜的多通路環(huán)境中，本文下面將會(huì )詳細說(shuō)明。

數字調制綜述

　　大多數數字傳輸技術(shù)都通過(guò)調制一對相位差為90°的正交正弦波來(lái)實(shí)現。調制信號可以表示為一個(gè)同相（I）分量與一個(gè)正交（Q）分量的矢量和，如圖2所示。
　
圖2  大多數數字傳輸技術(shù)都通過(guò)調制一對相位差為90°的正弦波實(shí)現。調制信號可以表示為一個(gè)同相（I）分量與一個(gè)正交（Q）分量的矢量和

　　按照這種方法進(jìn)行數字信號的編碼映射有多種實(shí)現方式。如果改變兩個(gè)正弦波之間的相位關(guān)系，那么這就是PSK（相移鍵控）技術(shù)。常見(jiàn)的PSK是采用四個(gè)相位的QPSK（四相移鍵控）；如果采用8個(gè)相位，那就是8PSK。如果同時(shí)改變兩個(gè)正弦波的幅值和相位，那就是QAM（正交幅值調制）技術(shù)。

　　分析所生成的調制信號的最好方法是采用VSA（矢量信號分析儀），例如吉時(shí)利的2820，它以星座圖中正交信號對的形式處理所有的數據。圖3給出了幾種調制信號的星座圖，包括QPSK、8PSK和16QAM。

圖3  幾種調制信號的星座圖
 
調制質(zhì)量分析

圖4  衡量數字接收信號質(zhì)量的常用指標是誤差矢量幅值，即EVM。EVM是接收信號矢量誤差幅值與其理想的信號幅值的比值

　　衡量數字接收信號質(zhì)量的常用指標是誤差矢量幅值，即EVM（如圖4所示）。EVM是接收信號的矢量誤差幅值與其理想的信號幅值的比值。EVM從數學(xué)的角度可以表示為：
　
或
　
　　蜂窩技術(shù)規范通常用百分比來(lái)表示某些量，而在WLAN領(lǐng)域則一般用分貝數來(lái)表示EVM的大小。