ACO-OFDM 的**频带利用率**(单位:bit/s/Hz)计算公式
ACO-OFDM 的频带利用率(单位:bit/s/Hz)可以按以下方式计算:
1. 定义
频带利用率 = 每 OFDM 符号传输的有效比特数 / OFDM 符号占用的频带宽度(Hz)
2. ACO-OFDM 的频带利用率
- 有效数据子载波数:( \frac{N}{4} )(仅奇数子载波用于传输数据,( N ) 为 IFFT 点数)
- 每子载波调制比特数:( \log_2 M )(如 QPSK 为 2 bits/符号)
- 频带宽度:( \frac{N}{2} \cdot \Delta f )(( \Delta f ) 为子载波间隔,总带宽为 ( \frac{N}{2} \Delta f ))
因此,理论频带利用率为:
[
\eta_{\text{ACO-OFDM}} = \frac{\frac{N}{4} \log_2 M}{\frac{N}{2} \Delta f} \cdot \Delta f = \frac{\log_2 M}{2} \quad \text{(bit/s/Hz)}
]
3. 与 QPSK 对比
- QPSK(基带):( \log_2 4 = 2 ) bit/s/Hz(理想 Nyquist 带宽)
- ACO-OFDM(QPSK):
[
\eta_{\text{ACO-OFDM (QPSK)}} = \frac{2}{2} = 1 \text{ bit/s/Hz}
]
4. 关键结论
- ACO-OFDM 的频带利用率是相同调制下 DCO-OFDM 的一半(DCO-OFDM 为 ( \log_2 M ) bit/s/Hz)。
- QPSK 时,ACO-OFDM 的理论频带利用率为 1 bit/s/Hz(仅为基带 QPSK 的一半)。
5. 实际系统中的修正
- 循环前缀(CP):若考虑 CP(比例 ( \alpha = \frac{T_{\text{CP}}}{T_{\text{OFDM}}} )),频带利用率需乘以 ( \frac{1}{1+\alpha} )。
[
\eta_{\text{实际}} = \frac{\log_2 M}{2(1+\alpha)} \text{ bit/s/Hz}
]
例如,CP 占比 25% 时,QPSK 的 ACO-OFDM 实际频带利用率为 ( 0.8 ) bit/s/Hz。
总结表
调制方式 | 理论频带利用率(bit/s/Hz) |
---|---|
QPSK(基带) | 2 |
DCO-OFDM (QPSK) | 2 |
ACO-OFDM (QPSK) | 1 |
最终答案:
ACO-OFDM(QPSK)的频带利用率为 1 bit/s/Hz(无 CP 时),是 DCO-OFDM 或基带 QPSK 的一半。