理论
假设一个具有四个子载波的 OFDM 发射机使用如下所示的结构来实现。
如果串行数据输入速率为 40 bps,则每个并行流将以 10 bps 运行。理论上,IFFT 输出的频谱(假设每个子载波采用 BPSK 调制)应该如下所示(子载波载波频率是任意选择的)。
每个信道在子载波周围占用从 -10 Hz 到 +10 Hz 的带宽,从而导致 50 Hz 的总 OFDM 零点到零点带宽,如上图所示。
仿真结果
然而,IFFT 输出的模拟频谱如下图所示。每个输入位由一个样本表示(没有理由在 DAC 之前使用更多样本)。
理论光谱和模拟光谱之间的差异之一是带宽的差异。理论频谱的带宽为 50 Hz,而模拟频谱的带宽为 40 Hz。这可以通过将除 1 之外的所有 IFFT 输入设置为零并计算结果频谱来解释。然后可以对上述发射器结构中编号为 0 到 3 的每个并行输入重复此过程。四个光谱如下所示。
显然,每个并行流提供 20 Hz 的带宽,间隔为 10 Hz。这对应于理论上的 BPSK OFDM 频谱,除了流 2 位于 20 Hz 处,它镜像回 -20 Hz,因此总带宽为 40 Hz 而不是 50 Hz。
数模转换器输出
为了在载波上传输 OFDM 信号,每个 IFFT 输出值需要更多的样本。因此,DAC 应采用采样保持策略,其中最简单的可能只是重复每个 IFFT 输出值次。采样保持信号的频谱和如下图所示。
带宽现在已增加到 80 Hz,这可以通过查看每个并行流的单独贡献再次解释,如下所示。
上面每个子图中的 -20 Hz 和 20 Hz 之间的频谱对应于 OFDM 流(重采样之前)图中所示的每个流。然而,重采样引起的谐波会导致带宽从 40 Hz 增加到 80 Hz。
问题
BPSK OFDM信号重采样后的带宽应该是多少?是 50 Hz(根据显示的理论图)、40 Hz(重采样前模拟)还是 80 Hz?
是否应该使用滤波器来获得正确的带宽?
OFDM 通常如何实现以确保正确的带宽;是否应该将某些子载波设置为零?是否应该使用另一种 DAC 方法?