7、MIMO - OFDM 光声调制解调器的性能与设计

MIMO - OFDM 光声调制解调器的性能与设计

1. OFDM、MIMO 系统和 MIMO - OFDM 概述

1.1 OFDM 原理

OFDM（正交频分复用）的关键在于子载波的对称性。在 OFDM 中，“对称”意味着系统中载波频率之间存在特定的科学关联。OFDM 信号中载波的组合是基本要求，不同的载波信号通过边带相连，从而避免了相邻信道干扰。因此，载波必须在科学上相互对称。载波的设计是 1/Ts 的倍数（Ts 为符号持续时间），这样载波才是唯一的。OFDM 信号的对称性可以通过傅里叶变换技术来定义和表征。OFDM 系统传输大量紧密分布的窄带子载波，在每个子信道的中心频率处，不会受到其他子信道的串扰，这种对称性允许在大量子载波上以紧密的频率间隔进行同步传输而互不干扰。

频率偏移在 OFDM 中的影响：OFDM 将一组不相关的重叠子载波之间的现有宽带进行分割。因此，载波频率偏移的存在会在 OFDM 系统中导致严重的失真，因为它会导致子载波之间对称性的缺失，进而引入符号间干扰（ISI）。频率偏移对 OFDM 系统性能的影响可以通过考虑频率偏移 ∆f 来定义，归一化频率偏移 e 定义为：
[e = \frac{\Delta f}{BW}]
其中 e 表示相对于子载波带宽（BW）归一化的频率偏移。

1.2 MIMO 系统

MIMO（多输入多输出）系统在发射端（Tx）和接收端（Rx）都配备了多个天线。多个天线的 MIMO 系统可以提高信号强度。

1.3 MIMO - OFDM

MIMO 和 OFDM 的结合增强了多个天线传输不同信号的能力，能够在高信号速度、高数据速率、高频谱