EngeeComms.OFDMModulatorBaseband

OFDM 属于多载波调制方案。由于在运行过程中可同时传输多个载波，因此噪声对 OFDM 的影响程度与单频调制相同。

OFDM 通过将传输带宽分解为多个连续的单独调制子载波，将高速数据流划分为低速数据子流。这组平行、正交的子载波传输数据流，占用的带宽几乎与宽带信道相同。通过使用窄的正交子载波，OFDM 信号可免受频率选择性信道的干扰，并消除邻近子载波的干扰。由于数据速率较低的子流的符号持续时间长于信道延迟差，因此减少了符号间干扰（ISI）。

该图显示了正交子载波在 OFDM 波形中的频域表示。

发射机每次对 N 个符号进行反快速傅立叶变换 (IFFT)。通常，IFFT 的输出是 N 个正交正弦波之和：

,

其中

数据符号 Xk 通常比较复杂，可以来自任何数字调制字母表（如 QPSK、16-QAM、64-QAM 等）。

子载波间隔为 [Δf = 1/T]，确保每个符号周期内子载波是正交的：

OFDM 调制器由一个串并联变换器和一组 N 个复调器组成，每个复调器分别对应一个 OFDM 子载波。

单个 OFDM 子载波被分配为数据、先导或空子载波。

如图所示，子载波被标记为数据、直流、先导或保护带子载波。

零频率子载波允许针对特定标准（如各种 802.11 格式、LTE、WiMAX 或定制分配）对保护带和零子载波位置进行建模。零子载波的位置可通过分配一个零子载波索引向量来定义。

与保护带类似，保护间隔通过减少符号间干扰来保护 OFDM 传输信号的完整性。

保护间隔的目的与保护带类似。您可以建立保护间隔模型，在 OFDM 符号之间提供时间间隔。在信号通过时间分散信道后，保护间隔有助于保持符号间的正交性。使用循环前缀创建守护间隔。插入循环前缀可将最后一个 OFDM 复制为 OFDM 符号的第一部分。

只要时间频散不超过循环前缀的持续时间，OFDM 就能从插入循环前缀中受益。

插入循环前缀会导致用户数据吞吐量的部分减少，因为循环前缀占用了本可用于数据传输的带宽。

增加余弦的 OFDM 窗口函数采用了 [3] 中描述的技术，通过在一个符号的最后一个采样和下一个符号的第一个采样之间建立平滑过渡来限制频谱蔓延。

虽然循环前缀在时域中创建了一个保护期以保持正交性，但一个 OFDM 符号很少以与前一个 OFDM 符号末尾相同的振幅和相位开始，这会导致频谱蔓延，从而使信号带宽因互调失真而扩大。为了限制这种频谱蔓延，可以使用循环后缀和增加余弦的窗口函数，在一个符号的最后一个采样和下一个符号的第一个采样之间建立平滑过渡。

要创建循环后缀，操作方法是将给定符号的第一个采样 ) 添加到该符号的末尾。但是，为了符合 IEEE® 802.11g 等标准，该操作不能任意延长符号。相反，循环后缀必须在时间上重叠，并与下一个符号的循环前缀有效相加。该操作将两个数学上相反的窗口函数应用于这一重叠段。第一个增大余弦的窗口函数应用于符号 k 的循环后缀，并在其生命周期内从 1 递减到 0。第二个增加余弦的窗口函数应用于符号 k+1 的循环前缀，并在其生命周期内从 0 增加到 1。这一过程实现了从一个符号到下一个符号的平滑过渡。

在时域中，增加余弦的窗口函数 可以表示为：

、

其中

循环后缀长度通过设置窗口函数长度来调整，后缀长度设置在 1 和最小循环前缀长度之间。虽然开窗功能提高了频谱恢复能力，但其代价是，为实现符号间平滑转换，需要改变保护带采样值，从而减少了保护带的冗余度，降低了对多径衰落的抗干扰能力。

这些数字显示了增加余弦后窗口函数的应用情况。