作者丨鼎阳科技 尤嘉
本文介绍Siglent SigIQPro波形制作软件的用户自定义OFDM调制信号的生成功能，同时讲解OFDM系统的常见帧结构和子载波、导频、同步和数据部分等概念。
概述
OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing），即正交频分复用技术，本质上属于多载波调制（Multi-Carrier Modulation，MCM）的一种形式。其核心原理在于：首先将信道分割成多个正交子信道，随后将高速数据信号转换为并行的低速子数据流，每个子数据流分别调制到对应的子载波上进行传输。
由于每个子载波上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此信号在每个子载波上的传输可以视为经历平坦性衰落，这有助于消除符号间的干扰。此外，鉴于每个子载波的带宽仅仅是原始信道带宽的一小部分，信道的均衡处理也相应变得更为容易。
OFDM技术以其卓越的频谱效率著称，这得益于快速傅里叶变换（FFT）处理使得各子载波能够部分重叠，从而在理论上接近奈奎斯特（Nyquist）极限。
OFDM技术
当前，OFDM技术普遍采用逆快速傅里叶变换（IFFT）方法实现，这不仅增强了带宽的扩展性，还使得在已高度拥挤的频谱环境中能灵活配置和使用带宽。每个OFDM子载波内的信道可看作水平衰落信道，多天线（MIMO）系统带来的额外复杂度可以控制在较低的水平（随天线数量呈线性增加）。
根据上述种种优势， OFDM技术现在被广泛的应用于各种宽带通信系统，如非对称的数字用户环路（ADSL）、数字音频广播（DAB）、数字电视（DVB）、高清晰度电视（HDTV）、无线局域网（WLAN），以及最新的第4代移动通信LTE中。
由于OFDM系统的灵活性， 每一个的标准有各自不同的物理层参数，例如NFFT、符号长度（子载波间隔）、CP（循环前缀）长度、导频（或者叫做参考信号）的插入方式、 是否有Preamble等。
尽管针对诸如WLAN、DVB、LTE等标准信号已有成熟的商用信号生成软件，但对于非标准OFDM信号，如用户自定义标准或前沿研发的新标准，特别是在专网系统、科研等领域的应用，用户可以利用Matlab等数学工具生成IQ数据，并将其导入信号源进行播放。
Siglent SigIQPro等商用软件提供了Custom OFDM模块，以图形化和模块化的方式，使用户能够定义OFDM帧结构，生成并下载到Siglent的矢量信号源中。SigIQPro的Custom OFDM模块集成了常见的OFDM资源类型，如Preamble、Pilot、Data等，并内置了多种数据调制方式。对于特殊信号，如Zadoff-Chu序列，用户还可以直接导入每个子载波的IQ值，从而满足多样化的应用需求。
配置
描述OFDM系统时涉及许多参数，其中一些基本参数如傅里叶变换次数（NFFT）、采样速率、载波频率和CP长度。然而，最复杂的部分是定义各个子载波和每个符号单元（Rl,k）的调制方式、功能类型（如数据或导频）以及增益/相对功率。
配置过程及菜单详解
我们使用Siglent的SigIQPro软件。SigIQPro采用结构化的方式定义帧结构。
打开软件之后，在主界面点击Custom OFDM，即可进入自定义OFDM界面。
“Waveform Setup”界面
可以设置基本参数：过采样速率，帧个数，是否削峰（Crest Factor Reduction），是否需要开启多载波，是否需要镜像频谱（即IQ交换，又称频谱翻转），其他参数根据本页和下面的参数自动计算。
Custom OFDM基本参数
Idel Interval：在尾部增加空白时间，即IQ值为0，主要用于类似WLAN场景中，相邻2个帧（重复播放时的相邻2帧）之间的空白。
