基于QPSK-OFDM系统的循环前缀长度优化设计*

赵梓旭，宋小庆，魏有财，王慕煜

（陆军装甲兵学院，北京 100072）

0 引言

正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技术是一种特殊多载波调制技术，具有带宽利用率高，通信速率快，抗多径效应能力强等优点。OFDM的基本思路是将高速串行数据流转化成低速并行子数据流在子载波上传输，同时对多路并行的子载波之间的频谱进行正交处理，使子载波间相互正交，消除子载波间的数据干扰［1-2］。利用IFFT/FFT的周期循环特性，为了保证OFDM的性能，消除多径传输引起的码间串扰（Inter symbol interference，ISI），需在生成OFDM信号前加入保护间隔与循环前缀（Cyclic prefix，CP）。保护间隔的加入直接影响着OFDM系统的信噪比与误码率的性能［3-4］。如何优化设计保护间隔的长度对OFDM系统性能的研究具有重要的理论指导意义。

目前有很多学者对OFDM系统中循环前缀的研究都取得了一定的成果。见文献［5-8］。

本文在深入分析OFDM循环前缀的基础上，就如何降低多径信道对OFDM符号的影响问题上，提出一种基于优化保护间隔长度的设计方法，并通过对OFDM系统误码率性能进行仿真分析，验证设计的合理性。

1 OFDM技术原理

下页图1为完整的OFDM系统从发射机到接收机的原理框图。OFDM发射机将信息比特流映射成一个QAM或是PSK符号序列，之后将符号序列转换为N个并行的符号流。每N个经过串并转换的符号被不同的子载波调制。Xl［k］表示第k个子载波上的第l个发送符号，l=0，1，2，…，∞，k=0，1，2，…，N-1。因为信息流经过串并转换，N个符号传输时间扩展为NTs，单个 OFDM符号的时间周期为 Tsym，Tsym=NTs。令表示在第k个子载波上的第1个OFDM信号：

图1 OFDM系统的发射机和接收机框