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OFDM通信系统中信道估计研究
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容易发现接收基带采样序列的DFT除以N即为这个OFDM符号周期内相应载波上的解调序列，和之前的公式作比较，我们在发射端就除以N，这样发射和解调就相当于对序列做IDFT和DFT。 2.2.3 IFFT和FFT
我们知道一种常用的离散傅立叶变换的快速算法FFT，这样我们就可以通过对N个载波上的输入序列做N点IFFT产生一个OFDM信号一个符号周期内的N个采样值。
将接收到N个的按周期T/N采样的接收基带信号进行N点FFT，即可得到相应一个OFDM符号内的N个载波上的输入序列。
2.3 OFDM系统的保护间隔和循环前缀
2.3.1 保护间隔
OFDM系统之所以可以有效地对抗多径时延扩展是因为其将输入的数据流并行分配到N个并行的子信道上，使得每个OFDM的符号周期可以扩大为原来的的N倍，从而使时延扩展与符号周期的比值降低N倍。因此为了最大限度地消除符号间的干扰（ISI），需要在每个OFDM符号间插入保护间隔（GI），该保护间隔的长度Tg一般要大于无线信道的最大时延扩展，这样一个符号的多径分量就不会对下个符号造成干扰。
但是如果在这段保护间隔内没有插入任何信号（空闲的传输时段），就会产生信道间的干扰（ICI），即子载波之间的正交性遭到破坏，不同的子载波之间产生干扰，如图2.5所示。
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保护间隔 FFT积分时间 图2.5 空闲保护间隔在多径情况下的影响
具有延时的第2子载第2子载波对第2子载波的解调形成干扰 第1子载波 从图中可以看出，由于在FFT运算时间长度内第1个子载波与带有延时的第2个子载波之间的周期个数差不是整数，所以当接收机对第1子载波进行解调时，第2子载波会对解调进行干扰，同样，反过来进行也会存在干扰。
因此我们必须去寻求办法去解决这中信道间的干扰。 2.2.2 循环前缀
为了消除由于多径传播造成的信道间的干扰（ICI），我们可以将原来宽度为T的OFDM符号进行周期，用扩展的信号来填充保护间隔（GI），如图2.6所示，循环前缀中的信号与OFDM符号尾部宽度为Tg的部分相同。在正常操作过程中，OFDM符号在送入信道之前首先要加入循环前缀，然后送入信道进行传输。在接收端，首先将接受符号开始的宽度为Tg的部分丢掉，然后将剩余的宽度为T的部分进行傅里叶变换，然后进行解调。通过这种方式可以保证一个FFT周期内，OFDM符号的时延部分所包含的波形周期个数也是整数，这样，时延小于保护间隔的时延信号就不会在解调过程中产生信道间的干扰[21]。
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循环前缀TgFFT积分时间=1/子载波频率间隔TgOFDM符号持续时间
图2.6 具有循环前缀的OFDM符号
2.4 OFDM系统的参数选择
在OFDM系统中，所需要确定的参数有：符号周期、子载波的数量和符号周期。这些参数的选择取决于给定信道的带宽、时延扩展以及所要求的信息传输速率。步骤如下：
（1）确定保护间隔：一般来说选择保护间隔的时间长度为时延扩展均方根值的2到4倍。
（2）选择符号周期：由于保护间隔所带来的信息传输效率的损失和系统的复杂度以及系统峰值的平均功率比等因素，我们一般选择的符号周期长度至少是保护间隔的5倍。
（3）确定子载波的数量：子载波的数量可以直接利用-3dB带宽除以子载波间隔（即去掉保护间隔之后的符号周期的倒数）得到。也可以利用所要求的比特速率除以每个子信道中的比特速率来确定子载波的数量。每个自信道中的传输的比特速率由调制类型、编码速率以及符号速率来确定。
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2.5 OFDM系统中的过采样问题
2.5.1 OFDM的时频域分析
我们知道对序列进行OFDM调制相当于作IFFT，我们又知道，一个信号的FFT相当于对该信号进行频域分析，所以在相当一部分参考文献中将OFDM调制解调器的输入和输出数据叫做频域信号，将调制解调器内的信号叫时域信号。 2.5.2 OFDM符号时频结构
在实际应用时，通常将Ns个OFDM符号组成一个OFDM桢进行传输。这样一个OFDM桢的桢长为Ns×T。
OFDM系统的接收信号的频域（就是解调信号）可表示成Rn = HnSn + Nn（n=0，N-1），其中Hn为第n个子载波的复衰落系数，Nn代表第n个子信道的噪声，噪声服从零均值的高斯分布。 2.5.3 过采样
由上述可知，通过IFFT，在一个OFDM符号周期内进行N次采样，但是N点的IFFT得到的输出样值往往不能反映连续OFDM信号的变化特性，在采样值被还原后，信号中将不再含有原信号的高频成分，呈现出虚假的低频信号。
实现OFDM的过采样：由于OFDM的调制端采用的是IFFT，根据IFFT的过采样原理，只要在原始输入序列的中间添加(p-1)N个0，就可以实现p倍的过采样。
一般来说大部分的信道都不能直接传送系带信号，所以实际通信系统都采用了调制技术。在发送端利用基带信号控制载波的某些参量是的这些载波参量随基带信号的变化而变化，完成系带信号的调制，得到已调信号。另外，在接收端为了从这些已调信号中恢复基带信号还必须进行解调。调制的方式不同对应的解调的方式也就不同。一般将解调的方式分为：非相干解调（包络检波法等）、相干解调（同步检测法）以及采用差分编码时常用的差分相干解调（差分检波法）。
对于相干解调，解调时必须用到与发送端相同的频率和相位的载波信息，不然将无法正确解调，所以必须进行信道估计。而对于非相干解调和差分相干解调来说虽然可以避免进行信道估计和信道均衡，但是差分相干解调仅仅适合于低速率的系统。因此为了更好的性能对于高数据速率系统还是应该选用相干解调方式。
对于 OFDM 系统来说，优良的系统性能依赖于精确的信道估计。分集技
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