VOFDM(矢量OFDM)优缺点

信息处理 OFDM
2022-02-20 19:22:49

使用 VOFDM 优于 OFDM 的优点和缺点是什么?我知道一个优势是频率分集,其他是什么?

编辑:VOFDM是指夏的方法,如下所示:arxiv.org/pdf/1507.06833.pdf

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参考本参考资料中描述的 VOFDM,对此有一些想法(由于我自己的研究中的一个问题,我几年前写了这个摘要)。我们可以将 VOFDM 理解为与交错式 SC-FDMA 非常相似(这意味着单个载波占用多个频率槽,这些频率槽没有组合在一起,而是分布在系统的整个带宽中)。因此,假设系统有个 OFDM 子载波(FFT 窗口长度 N,N 个频率仓),交织的 SC-FDMA 载波占用的频率索引将为,其中是每个 SCFDMA 载波的频率槽数,是全带宽中可能的不同载波的数量。N=KM[l,l+K,l+2K,l+(M1)K]MKl=0,,K1是 SC-FDMA 载波的索引。然后,在接收端进行 FFT 后,第载波的接收信号由下式给出l

Yl=Hldl+nl
其中,个载波的频率仓接收信号个载波的发送数据是 AWGN。是等效信道矩阵,可以认为是循环矩阵。YlldllnlHl

对于下面的考虑,VOFDM 实际上是在做同样的事情(比较这个参考的 eq (4) )。那么,我们如何比较OFDM和VOFDM呢?

  • OFDM的最大优点是接收器的复杂度低。单个 DFT 加一抽头均衡就足以进行检测。相比之下,VOFDM 需要在每个载波上额外的 M 点 DFT 来执行一阶均衡。
  • 在 OFDM 中,每个频率仓都可以独立于其他频率仓来处理(它是正交的)。这允许在并行处理方面实现极大的加速。VOFDM 只能并行化到个“线程”。K

  • 当我们考虑 MIMO 传输(例如空间复用)时,复杂性方面的影响更大。使用今天的硬件,我们实际上有机会在每个载波上实时使用球形解码器,以获得最佳的接收器性能。对于 VOFDM,球体解码的维度将大 M 倍,这对于今天的硬件来说很快变得不可行。

  • VOFDM 可以利用频率分集,因为一个数据符号分布在多个相距很远的频率槽中。然而,为了收获这种多样性,您至少需要一个 LMMSE 均衡器。上使用球体解码器可以获得更好的性能但是,这需要非常高的实现复杂度。此外,还需要研究,如果(肯定)编码的输入数据流的附加(智能)软输出解码可以在 OFDM 情况下获得相同/相似的分集。Yl=Hldl+nl

  • 原则上,VOFDM 在考虑迭代接收器时可以实现更好的 FER 性能,这是由于其频率分集和信道码的级联以及等效信道的星座约束。然而,同样,为了实现这种性能,需要接受高计算复杂度。

  • 关于对同步错误和信道估计错误的鲁棒性,我假设两个系统是相似的。然而,对于 VOFDM,信道估计本身可能更具挑战性,因为不存在可以很好地用于专用导频频段的正交频段。

因此,总结一下:VOFDM 是一个不错的想法,并且在 FER 方面有可能比 OFDM 表现得更好。但是,它需要更多的复杂性。