《5G無線網(wǎng)技術(shù)》教案章節(jié)或項目名稱2.3OFDM和F-OFDM本次授課類型理論□實驗□理實一體□實訓(xùn)□實習(xí)班級地點周次星期節(jié)次授課進(jìn)度□符合□超前□滯后□符合□超前□滯后□符合□超前□滯后□符合□超前□滯后教學(xué)目標(biāo)了解OFDM/F-OFDM的工作原理了解OFDM系統(tǒng)的符號間干擾及載波間干擾產(chǎn)生原因了解CP的作用教學(xué)重點OFDM工作過程；CP與GP教學(xué)難點OFDM調(diào)制原理教學(xué)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容要點與手段時間分配新課引入新課講解總結(jié)復(fù)習(xí)OFDM技術(shù)原理OFDM系統(tǒng)模型OFDM系統(tǒng)PAPROFDM的符號間干擾OFDM系統(tǒng)的載波間干擾CP的作用F-OFDM技術(shù)的發(fā)展講授法多媒體2520101010105教學(xué)效果及改進(jìn)思路新課講解OFDM工作原理：在[0,2π]的時長內(nèi)，采用最易懂的幅度調(diào)制方式傳送信號：sin(t)傳送信號a，因此發(fā)送a·sin(t)，sin(2t)傳送信號b，因此發(fā)送b·sin(2t)。其中，sin(t)和sin(2t)的用處是用來承載信號，是收發(fā)端預(yù)先規(guī)定好的信息，在本文中一律稱為子載波；調(diào)制在子載波上的幅度信號a和b，才是需要發(fā)送的信息。因此在信道中傳送的信號為a·sin(t)+b·sin(2t)。在接收端，分別對接收到的信號作關(guān)于sin(t)和sin(2t)的積分檢測，就可以得到a和b了。圖一：發(fā)送a信號的sin(t)圖二：發(fā)送b信號的sin(2t)Sin（t）×sin（2t）時域波形圖三：發(fā)送在無線空間的疊加信號a·sin(t)+b·sin(2t)接收信號乘sin(t)，積分解碼出a信號。接收信號乘sin(2t)，積分解碼出b信號將sin(t)和sin(2t)擴(kuò)展到更多的子載波序列{sin(2π·Δf·t)，sin(2π·Δf·2t)，sin(2π·Δf·3t),...,sin(2π·Δf·kt)}(例如k=16，256，1024等)，應(yīng)該是很好理解的事情。其中，2π是常量；Δf是事先選好的載頻間隔，也是常量。1t,2t,3t,...,kt保證了正弦波序列的正交性。將cos(t)也引入。容易證明，cos(t)與sin(t)是正交的，也與整個sin(kt)的正交族相正交。同樣，cos(kt)也與整個sin(kt)的正交族相正交。因此發(fā)射序列擴(kuò)展到{sin(2π·Δf·t),sin(2π·Δf·2t),sin(2π·Δf·3t),...,sin(2π·Δf·kt),cos(2π·Δf·t),cos(2π·Δf·2t),cos(2π·Δf·3t),...,cos(2π·Δf·kt)}也就順理成章了。經(jīng)過前兩步的操作，選好了2組正交序列sin(kt)和cos(kt)，這只是傳輸?shù)?介質(zhì)"。真正要傳輸?shù)男畔⑦€需要調(diào)制在這些載波上，即sin(t),sin(2t),...,sin(kt)分別幅度調(diào)制a1,a2,...,ak信號,cos(t),cos(2t),...,cos(kt)分別幅度調(diào)制b1,b2,...,bk信號。這2n組互相正交的信號同時發(fā)送出去，在空間上會疊加出怎樣的波形呢？做簡單的加法如下：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)為了方便進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，上式有復(fù)數(shù)表達(dá)形式如下：f(t)=∑Fk·e(j·2π·Δf·kt)每個子載波序列都在發(fā)送自己的信號，互相交疊在空中，最終在接收端看到的信號就是f(t)。接收端收到雜糅信號f(t)后，再在每個子載波上分別作相乘后積分的操作，就可以取出每個子載波分別承載的信號了。OFDM信號頻譜OFDM信號頻譜有別于傳統(tǒng)的多載波系統(tǒng)，其子載波間需要的隔離帶寬大為減少，頻譜利用率有極大提升。但是由于載波間隔小，對頻偏極為敏感。多徑信道OFDM信號經(jīng)過多徑信號后，由于多徑延時，會產(chǎn)生符號間干擾，同時會產(chǎn)生載波