OFDM系统峰均比降低算法的研究+Matlab仿真(5)
图2 多径情况下空闲保护间隔在子载波之间造成的干扰
图2 给出了保护间隔为空白传输时段的情况。第二个子载波有时延，两个子载波的周期个数的差不是整数倍，这样子载波之间不保持正交性，不同的子载波之间会产生相互干扰。
而把循环前缀符号放入保护间隔里面就能有效地消除OFDM符号由于多径时延而产生的子载波之间的相互干扰。保护间隔的时长如果大于多径时延的时长，就能通过IFFT运算把OFDM系统的子载波成功地解调出来。图3为OFDM符号循环前缀的图示，加入循环前缀从而使子载波周期个数的倍数仍然是整数。
图3 OFDM符号循环前缀图示
2.2 有关OFDM的几个关键技术
2.2.1 时域同步和频域同步
时域同步和频域同步在OFDM系统中是非常有必要的。由图3可以看出，小部分的保护间隔和占大多数的有用信息数据组成了OFDM系统的数据块。时域同步的目的是准确的判别数据信息的有效时间段的起始点，从而防止OFDM系统子载波的相位产生大的偏转。时域不能同步会导致频域也不能同步，假如相位偏移量较大时，有可能时延的长度要长于循环前缀的长度，这样接收到的信息数据就不完整了，再严重点就会导致OFDM系统的各个子载波不能很好地正交，形成符号间干扰，导致失真现象。
时域同步和频域同步能有效防止频率发生偏移。目前保证OFDM系统在时域和频域都能完全同步的方案有很多，总结起来主要有：PN前缀法、循环前缀法以及特殊训练符号法等等。
2.2.2 降低OFDM系统的峰值平均功率比
OFDM系统由许多相互叠加的子载波组成，当多个子载波的相位一致的时候，信号包络就会发生很大的起伏变化，高峰值平均功率比就产生了，这样要不失真地传输这类信号比较难，发送端的发射机内放大器的线性范围就需要扩大，进而就需要提高设备方面的投资。因此OFDM系统的PAPR问题成为众多通信学者研究的重点。
2.2.3 信道编码技术和信道交织技术
OFDM系统经常要用到信道编码技术和信道交织技术。在无线衰落信道中，采用这两种技术可以很好地降低信息传输过程中系统的误码率，从而使系统的性能得到改善。通信系统传输过程中会产生突发性错误和随机性错误，都能使通信系统的性能受到严重影响，而信道编码技术和信道交织技术恰好可以处理这种错误。信道编码技术专业处理随机性错误，信道交织技术专业处理突发性错误。系统一般情况下对要传输的数据先采取信道编码处理，而后采取信道交织技术的处理，两种技术结合起来，从而达到改善系统整体性能的目的。近些年人们研究出各种编码的方法和技巧，都达到了非常理想的效果。比较好的编码技术包括空时编码技术、Turbo码等等，这些技术运用到OFDM系统，使OFDM技术更加成熟[4]。
2.2.4 均衡技术
在系统信号中插入循环前缀的目的是减小由时延引起的符号间的干扰，均衡技术在OFDM系统中也起到这样的作用，所以一般情况下如果利用循环前缀就能很好地消除符号间的干扰，就不再需要利用均衡技术。
但是在某些特殊情况下，比如在高度散射的无线衰落信道里，信道的衰落是很严重的，离散度也非常大。在这种条件下进行传输，信号的多径时延的时长会很大，极有可能会超过循环前缀的长度，这样不可避免地会出现符号间干扰。当然，增加循环前缀的长度还是可以消除这种影响的，可是循环前缀的长度过长会占用很多的带宽，增加了多余信息量，减小了OFDM系统的承载信息量，使系统性能下降。这时候要消除符号间干扰，就需要利用均衡技术了。在OFDM系统中利用均衡器，虽然会使OFDM系统的结构更加复杂，可是也能很好的消除由于多径效应引起的符号间干扰，还可以使循环前缀的长度减小，提高系统的承载信息量，节省了一定的带宽。