OFDM系统中二进制数据比特以PSK或苦QAM等调制方式调制到相应的子载波上。为了在接收端进行数据恢复，需要知道调制值的参考相位和幅度。在实际系统中，由于载波频率偏移、定时偏差以及信道的频率选择性衰落等的影响，信号会受到破坏，导致相位偏移和幅度变化等。为了准确恢复信号，接收端存在两种信号检测方法，差分检测和相干检测。

差分检测不需要知道信号的参考值，只需利用相邻两个信号的相位和幅度的差值，差分检测可以在时域和频域内分别进行:时域内的差分通过比较当前OFDM符号子载波前一个OFDM信号中对应子载波间幅度和相位的差值来实现:频域差分则是在一个OFDM符号内通过比较两个相邻子载波的幅度和相位来实现。

相干检测利用信号的参考值来检测信号,所以对相干检测而言，如何在不引入过多训练序列的前提下得到检测所需的爹考值是我们需要考虑的问题，重点在于相干检测所需的信道估计算法。

无线通信系统中经常采用差分检测或相干检测，在完善信道估计的前提下，为得到相同的误码率、后者所需要的信噪比比前者低3~4dB。此外，差分检测方法比较适合于较低传输速率的OFDM系统，如欧洲的DAB系统，而对于要求高的传输速率和频谱效率的OFDM系统，相于检测则更合适。

在信号检测中另外一个重要工作是同步问题。OFDM系统中，在接收机对子载波解调之前必须进行两项同步工作：第一，找出符号边界的位置和最佳的时间间隔使得信道间干扰(ICI)和符号间于扰(ISI)达到最小；第二，估计和纠正接收信号的载波频率偏移，因为任何的偏移会引入子载波间干扰和符号间干扰。尽管OFDM系统相对于单载汲系统来说对相位噪声和频率偏差更为敏感，但是事实证明，利用循环前缀和加入特殊的OFDM训练符号等方法，可以获得较好的时间同步和频率同步。

1.差分检测

差分检测的核心思想是比较相邻子载波的相位和幅度的插值，不需要进行信道估计，因此接收机的复杂度降低，但是会使性能下降，会导致3db的性能损失。

\quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad 图1. OFDM系统差分检测框图

差分检测可以分为时域差分和频域差分。域内的差分通过比较当前OFDM符号子载波前一个OFDM信号中对应子载波间幅度和相位的差值来实现：频域差分则是在一个OFDM符号内通过比较两个相邻子载波的幅度和相位来实现。问题在于，需要在接收端提前对数据进行差分编码。

2. 相干解调

相干解调的核心思想使通过信道估计得到OFDM符号子载波的绝对参考相位和幅度。所以信道估计的任务就是得到所有子载波的参考相位和幅度。

通常，无线信道在频域和时域内都要产生衰落，所以信道估计就要佔计所有了载波在某个OFDM符号的持续时间内的幅度和相位。针对OFDM系统的符号结构，OFDM系统的信道估计总结起来有3种方法：一种是基于二维(时域利频域)的信道估计：另一种是基于两个一维的信道估计，所谓两个一维信道估计是指首先在频域内处理所有含有导频的符号，然后在时域内处理所有子载波:最后一种是应用特殊的训练序列来实现的，针对突发分组业务如：无线局域网的业务等。

\quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad 图2. OFDM系统相干检测框图

在进行相干解调时，一个关键问题是导频的选择，包括导频的结构和数量等。影响导频模式的重要参数包括移动台的最大移动速率，它决定了信道相干时间;而最大时延决定了信道相关带宽。导频的间隔不能过大，否则不能跟踪信道的时频变化，但如果导频比例过高，系统的效率会受到影响。在导频设计时，导频间隔必须符合奈奎斯特抽样定理。对于OFDM系统而言，导频之间存在所需的最小子载波间隔和符号间隔。信道在时域和频域的相关带宽和相干时间决定了时域和频域内导频问的最小间隔。我们知道时域内的相关时间约等于最大多普勒频移的倒数，在频域内的相关带宽约等丁最大多径时延的倒数，而导频在时域上的间隔sss，应该小于相关时间，任频域的间隔sss应该小于相关带宽，由此我们得到下式:

其中，BdB_dBd为多普勒频移，τmax\tau_{max}τmax为最大多径时延。

基于时频二维的信道估计算法和基下两个一维信道估计算法可以应用于时域和频域内部变化的信道，所以这两种信道估计算法适用于数字音频广播(DAB)或数字视频广播(DVB)等连续型业务。但对突发分组业务，例如无线局域网，通常认为在一个分组时间长度内信道是静止的，这就意味着不需要估计信道的时间哀落，信道估计可以只在频域内进行，从而简化了信道估计问题；而且，采用时频二维导频的信道佔计算法引入时延，尤其是在算法比较复杂的时候，通常有几个OFDM符号时间长度，这在高速系统中是不允许的，所以我们引入基于特殊训练符号的信道估计算法，这种特殊的训练序列就是我们下面将要介绍的块状导频，来适应于突发分组业务。

一般可以将导频结构分为两种：一种是块状导频，适用于慢衰落信道，另一种是梳状导频，适用于快衰落信道状况的信道估计。

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目录

1.差分检测

2. 相干解调

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