【OFDM 】给“小白”图示讲解OFDM

原文：

给"小白"图示讲解OFDM的原理

时域角度：

• 一个系统若要从时域上来实现OFDM，难度太大，时延和频偏都会严重破坏子载波的正交性，从而影响系统性能。

• 一个通信系统大致分为发射机、接收机两部分

• 发射机对应的IFFT，接收机对应的FFT，就是发射机接收机内部采用频域方式处理，空中采用时域传输。

频域角度：

• 间隔频率互相正交，因此F1、F2频谱虽然有重叠，但是仍然是没有互相干扰的

• OFDM正交子载波，载频间距为奈奎斯特带宽，保证了最大的频带利用率
  

这样可以有效的限制带宽外部的信号，在保证本路信号没有码间串扰的情况下，既能最大限度的利用带宽，又能减少子载波间的各路信号的相互干扰

频带利用率是码元速率1/T和带宽B(或者W)的比值。

用IFFT实现OFDM

要理解IFFT实现OFDM，最好的办法还是看公式。
f(t) = a1·sin(2π·Δf·t) + 
       a2·sin(2π·Δf·2t) + 
       a3·sin(2π·Δf·3t) + 
       ...
       ak·sin(2π·Δf·kt) + 
       b1·cos(2π·Δf·t) + 
       b2·cos(2π·Δf·2t) + 
       b3·cos(2π·Δf·3t) + 
       ...
       bk·cos(2π·Δf·kt) + 
     = ∑ak·sin(2π·Δf·kt) + ∑bk·cos(2π·Δf·kt) 【公式1-1：实数的表达】

为了方便进行数学处理，上式有复数表达形式如下：
f(t) = ∑Fk·e(j·2π·Δf·kt) 【公式1-2：复数的表达】

这里的IFFT需要将时域离散化，因此公式IFFT ≈ IDFT -->
fn = 1/N·∑Fk·e(j·2π·k·n/N) 【公式3-1，n为时域离散后的序号，N为总的IFFT个数，n∈[1,N]】

时域上的OFDM系统图:

用IFFT实现OFDM:

关于物理层的信号

要弄清楚信号的含义，可以将整个物理层信号传输的过程给分解开来，可以看到，不同的步骤对信号的处理是不同的。
信源编码着重于对信号的容量进行压缩，提高传输效率（比特流）；
信道编码针对多变的信道插入冗余信息，增加传输的稳定性（比特流）；
信号调制则是将比特流转成了特定的波形进行传输，根据调制方式的不同，即可能是一个比特对应一个波形，也有可能是数个比特对应一个波形（高阶调制）。所以有个问题说不知道0对应什么波形，1对应什么波形，是因为没弄清调制过程。