信道编码及OFDM技术
OFDM基带处理器芯片设计与FPGA实现
OFDM基带处理器芯片设计与FPGA实现OFDM（正交频分复用）技术是一种高效的多载波调制技术，常用于无线通信系统中，如Wi-Fi、4GLTE等。
OFDM技术通过将信号分割成多个不重叠的子载波，并在每个子载波上进行独立调制和解调，提高了传输效率和频谱利用率。
OFDM基带处理器芯片的设计与FPGA实现是实现OFDM系统的关键环节。
1.子载波生成和调制：OFDM系统中的信号由多个子载波组成，每个子载波上进行调制。
基带处理器芯片需要能够生成这些子载波，并进行调制。
通常使用快速傅里叶变换（FFT）来生成子载波，并在频域上进行调制，将数据映射到子载波上。
2.信道编码和解码：OFDM系统对信号进行差错控制，通常使用纠错编码技术，如卷积编码和RS编码。
基带处理器芯片需要实现这些编码和解码算法，以提高系统的可靠性和抗干扰性。
3.调制和解调算法：OFDM系统中使用的调制和解调算法有许多种，如QAM、PSK等。
基带处理器芯片需要实现这些算法，通过调制将数字信号转换为模拟信号，并通过解调将模拟信号转换为数字信号。
4.功率控制和均衡：OFDM系统中需进行功率控制，使各个子载波的功率尽可能平均。
此外，OFDM系统还需进行均衡处理，以消除信道带来的各种失真。
基带处理器芯片需要实现这些功能，保证系统的性能。
FPGA（现场可编程逻辑门阵列）是一种可编程数字逻辑电路的芯片，广泛应用于嵌入式系统领域。
FPGA可以通过编程来实现不同的数字逻辑电路，因此可用来实现OFDM基带处理器芯片。
使用FPGA实现OFDM基带处理器芯片有以下几个优势：1.灵活性：FPGA可以根据需要进行编程，可以实现不同的OFDM调制和解调算法。
与固定的硬件实现相比，FPGA具有更好的灵活性。
2.功耗低：FPGA芯片通常具有较低的功耗，可以满足OFDM系统对功耗的要求。
此外，FPGA也可以通过电源管理技术降低功耗。
3.高性能：FPGA具有较高的计算性能和数据处理能力，可以满足OFDM系统对实时性和吞吐量的要求。
前沿通信系统中的调制与信道编码
前沿通信系统中的调制与信道编码一、前言前沿通信系统是目前通信领域中一个十分热门的课题，这类系统具有传输速率高、抗干扰能力强等优势。
而其中的调制与信道编码技术也是支撑这类系统能够高效工作的基础。
本文将对前沿通信系统中的调制与信道编码技术进行详细阐述，希望能够给想要了解这方面知识的人提供帮助。
二、调制技术调制技术主要针对数字信号，通过改变信号的某些属性来实现信息的传输。
其中最常用的调制方法为正交频分复用（OFDM）调制和多进制相移键控（M-PSK）调制。
1、OFDM调制OFDM调制是一种常用的无线通讯技术，它可以有效地提高信道中的数据传输速率。
OFDM调制的基本原理是将一个高速数据流分割成多个较低速率的子载波进行并行传输，利用相邻子信道的部分频带交迭实现高速数据传输。
具体过程如下：先将原始信号转为数字信号，然后使用IFFT 将数字信号变成具有多个不同频率的正弦波，再将每个正弦波进行调制，最后将多个子信道按照预定的方式组合起来发送。
OFDM调制的优点包括高速数据传输、良好的抗干扰能力和抗多径干扰能力。
2、M-PSK调制M-PSK调制是一种常用的数字调制方式，通过改变信号的相位来传输数字信息。
在M-PSK调制中，M表示相位数，如M=2时，就是2-PSK调制，M=4是4-PSK调制。
M-PSK调制的原理如下：将数字信息转换成离散的相位，然后使用正弦波（或余弦波）来进行调制，调制后的信号可以使用低通滤波器进行滤波和解调。
M-PSK调制的优点在于可以在有限的带宽下传输更多的信息，提高了数据传输效率。
三、信道编码技术信道编码技术主要是为了解决信道中噪声和干扰带来的影响，保障信息的可靠传输。
当前比较流行的信道编码技术包括卷积码和Turbo码。
1、卷积码卷积码是一种比较常用的错误纠正码，它的基本原理是在信道输入数据上进行编码，然后将编码结果传输到信道中，在接收端进行解码。
在解码时，可以通过是正向误差纠正（FEC）或反向误差纠正（BEC）的方式来修正误码率（BER）。
cofdm与ofdm对比
COFDM是编码正交频分复用OFDM就是正交频分复用COFDM是OFDM与信道编码技术的结合，可以降低误码率。
在地面数字电视传输标准中，在GB和DVB-T中都是规定用COFDM来调制的。
ATSC标准中使用8VSB调制。
下文载录：COFDM在电视转播车的应用，作者是我的同事。
电视转播车作为一个移动的电视转播和制作系统，具有方便和灵活的特点。
而由于转播现场环境限制，有时候不能满足电视转播的需要。
譬如：在直播中需要看到的接收回传信号由于现场没有线路而常常看不到。
由于地形限制（太高或太远），个别摄像机的电缆去不到而影响了转播效果。
而一直以来模拟微波技术都无法克服多径反射及遮挡所带来的困扰，而且只能进行点对点的传输。
在一些场合，如：体育赛场，马拉松竞赛，汽车摩托车赛等，要想实时传送，需要十分复杂的微波系统，小心的设计和操作也不能保证完美的图像。
直到COFDM技术的出现。
为了解决这些问题，我们利用COFDM技术，在转播车上配备了可移动的无线接收电视和无线摄像机，提高了节目制作的灵活性。
那什么是COFDM呢?一. COFDM的原理OFDM是一种无线环境下的高速传输技术。
无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。
这样，尽管总的信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。
由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。
COFDM是OFDM与信道编码的结合，而OFDM是一种多载波调制方式，其基本思想是把高速率的信息流通过串/并变换，转换成低速率的N路并行数据流，然后用N个相互正交的载波进行调制，将N路调制后的信号相加即得发送信号。
OFDM与MINO技术介绍
关于OFDM(正交频分复用)通信技术浅析2009年5月18日通信世界网评论：2条查看我来说两句OFDM（orthogonalfrequencydivisionmultiplexing）正交频分复用作为一种多载波传输技术，主要应用于数字视频广播系统、MMDS （multichannelmultipointdistributionservice）多信道多点分布服务和WLAN 服务以及下一代陆地移动通信系统。
一、OFDM基础OFDM是多载波数字调制技术，它将数据经编码后调制为射频信号。
不像常规的单载波技术，如AM/FM（调幅/调频）在某一时刻只用单一频率发送单一信号，OFDM在经过特别计算的正交频率上同时发送多路高速信号。
这一结果就如同在噪声和其它干扰中突发通信一样有效利用带宽。
传统的FDM（频分复用）理论将带宽分成几个子信道，中间用保护频带来降低干扰，它们同时发送数据。
例如：有线电视系统和模拟无线广播等，接收机必须调谐到相应的台站。
OFDM系统比传统的FDM系统要求的带宽要少得多。
由于使用无干扰正交载波技术，单个载波间无需保护频带。
这样使得可用频谱的使用效率更高。
另外，OFDM技术可动态分配在子信道上的数据。
为获得最大的数据吞吐量，多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声小的子信道上。
应用OFDM来克服码间串扰和邻频干扰技术可以追溯到上世纪60年代中期。
然而，长久以来OFDM的实际应用受限于快速富里叶变换器的速度和效率。
如今，高性能PLD（可编程逻辑器件）技术的成熟造就了OFDM 现阶段的应用。
现代单载波调制方式如积分幅度调制（QAM）或积分移相键控调制（QPSK），结合了基本的调幅、调频、调相技术来提供更高的噪声抑制和更好的系统吞吐量。
利用增加的复杂调制技术要求有高性能的数字逻辑，但也允许系统构造者获得更高的信噪比和接近先农限制的频谱有效性。
二、OFDM的应用最近，OFDM已于几例欧洲无线通信应用中被采用，如ETSI标准的数字音频广播（DAB）、陆地数字视频广播（DVB-T）。
OFDM技术介绍-原理、特点、发展、应用现状和前景
OFDM技术介绍－原理、特点、发展、应用现状与前景秦连铭(中国矿业大学（北京）信息工程研究所 100083 )摘要：OFDM技术是一种多载波调制技术，最初用于军事通信，由于采用DFT实现多载波调制，同时LSI 的发展解决了IFFT/FFT的实现问题以及其他关键技术的突破，OFDM开始向诸多领域的实际应用转化，现在成为一种很有发展前途的调制技术。
本文首先分析了OFDM的基本原理，并说明其技术优点和缺点，然后提及有关OFDM技术发展方面的一些信息。
现在，OFDM在许多领域取得成功应用，这里对有关无线局域网中的OFDM应用现状作了简要说明，对OFDM的应用前景也作了展望。
关键词：正交频分复用（OFDM）；原理；特点；发展；应用中图分类号：TN911.3文献标识码：A1．引言正交频分复用（OFDM）技术是一种多载波数字通信技术，它由多载波调制（MCM）技术发展而来，其显著特点是其利用的各子载波均为相互正交的，而一般的MCM技术可以是更多的子载波划分方法，这种技术在有线通信中通常称为离散多音调制（DMT）。
OFDM 调制技术的出现为实现高效的抗干扰调制技术和提高频带利用率开辟了一条的新路径，它的应用起源于20世纪50年代中期，首先应用于军事通信系统中，但因其设备结构复杂，限制了进一步发展。
20世纪70年代，人们提出了采用离散傅立叶变换(DFT)、快速傅立叶变换(FFT)实现多载波调制，使OFDM的实际应用成为可能。
20世纪80年代以来，大规模集成电路技术的发展解决了FFT的实现问题，随着DSP芯片技术的发展，格栅编码（TrellisCode）技术、软判决技术（SoftDecision）、信道自适应技术等的应用，OFDM技术开始从理论向实际应用转化。
20世纪90年代，OFDM开始被欧洲和澳大利亚应用于广播信道的宽带数据通信、数字音频广播（DAB）、高清晰度数字电视（HDTV）和无线局域网（WLAN）等。
此外，还由于其具有更高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，也被看作第4代移动通信的核心技术之一。
减弱多路径误差的方法
多路径误差是指在无线通信中，由于信号在传播过程中经过多个路径到达接收端，这些路径的信号可能会相互干扰，导致接收到的信号失真。
为了减弱多路径误差，可以采取以下方法：1. 增加发射功率：提高发射端的功率可以增加信号的覆盖范围，从而减少多路径效应的影响。
2. 使用定向天线：定向天线可以将信号集中在某些方向上，从而减少其他方向上的多路径效应。
3. 采用分集技术：分集技术是将多个接收到的信号进行合并，以减小多路径误差的影响。
常见的分集技术有空间分集、频率分集和时间分集。
4. 信道编码：通过信道编码可以提高信号的抗干扰能力，从而减小多路径误差的影响。
5. 选择合适的传输频率：选择具有较低多径传播特性的频率可以减少多路径误差的影响。
6. 使用自适应滤波器：自适应滤波器可以根据信号的变化自动调整滤波器的参数，从而减小多路径误差的影响。
7. 基站选址和布局优化：合理选择基站的位置和布局可以减少多路径效应的影响。
例如，将基站设置在地形较高的地方，可以减少地面反射对信号的影响。
8. 使用MIMO技术：MIMO（Multiple-Input, Multiple-Output）技术是一种利用多个发射和接收天线进行数据传输的技术，可以有效地减小多路径误差的影响。
9. 采用OFDM技术：OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术是一种将高速数据流分成多个低速数据流进行传输的技术，可以有效地减小多路径误差的影响。
10. 采用CDMA技术：CDMA（Code Division Multiple Access）技术是一种将多个用户的数据信号进行编码后同时传输的技术，可以有效地减小多路径误差的影响。
无线通信中的OFDM技术
无线通信中的OFDM技术OFDM技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是一种现代无线通信技术，它采用多载波技术，将一个高速数据信号分成多个低速子信号，每个子信号在不同的载波上传输，从而提高了传输效率和可靠性。
该技术已广泛应用于数字电视、无线局域网、移动通信等领域。
一、OFDM技术原理OFDM技术的核心是将一个宽带信号分成多个窄带子信号，每个子信号通过正交调制技术发送到接收端。
OFDM技术将宽带信号分成N个子载波，每个子载波都有自己的频率，并且互相正交。
这样设计可以避免子载波间的干扰，提高了通信的可靠性。
OFDM技术的实现需要采用IFFT（Inverse Fast Fourier Transform）和FFT（Fast Fourier Transform）技术，将时域数据转换为频域数据或者将频域数据转换成时域数据。
在发送端，数据通过一个8位并行输入处理部件（FIR）经过FFT送到调制器中并通过一定的加突变调制方式形成的调制符号直接输出到DA转换器，由DA转换器的输出产生一个调制过载波，然后经过增益器加权放大，最后输出到带天线的OFDM系统中。
在接收端，接收信号经过由AGC调节的增益器得到的信号送入保护过滤器，然后通过一个FFT送入解调器解调，并进行载波同步，从而得到信息帧。
这样实现了高速数据传输。
二、OFDM技术优点（1）抗干扰性能好OFDM技术采用多载波技术，每个载波之间正交，能将干扰信号分散到各个载波上，减轻其对数据传输的影响，提高了系统的抗干扰性能。
（2）提高频带利用率OFDM技术采用频分复用技术，可以将带内的资源分配得更加充分，提高了频带利用率。
（3）提高传输效率OFDM技术采用多个子载波传输数据，可以在一个时间周期内传输更多的数据，从而提高了系统的传输效率。
（4）增加数据传输可靠性OFDM技术在传输过程中采用串扰均衡等方式来降低多径传播带来的影响，并且对于严重多径信道 OFDM技术可以采用信道估计和均衡以提高传输的可靠性。
4G移动通信传输关键技术及应用优势
4G移动通信传输关键技术及应用优势4G移动通信传输关键技术指的是在4G移动通信系统中，实现高速数据传输和优质通信质量所必需的技术。
以下是4G移动通信传输关键技术的一些主要方面：1. 正交频分复用技术（OFDM）：OFDM技术可以将传输信道分成多个较窄的子信道，每个子信道都使用不同的频率进行传输，从而提高信道利用率和数据传输速率。
2. 具有多输入多输出（MIMO）技术：MIMO技术利用多个天线进行数据传输和接收，可以提高信号覆盖范围和传输速率，并减少信号传输的干扰和衰减。
3. 高级的调制解调器：4G系统采用16QAM和64QAM等高级调制解调器，可以在较小的带宽内传输更多的数据，提高数据传输速率。
4. 高效的信道编码和解码技术：4G系统采用具有较高纠错性能的调制编码技术，能够减少数据传输时的错误率，提高数据传输的可靠性。
5. 快速数据调度和分配技术：4G系统采用智能数据调度和分配算法，能够根据用户需求和网络状况，合理分配网络资源，优化数据传输效率。
1. 高速数据传输：4G系统的传输速率比3G系统提高了数倍，可以支持更高的数据速率，满足用户对高速数据传输的需求，实现更快的下载和上传速度。
2. 较低的时延：4G系统采用了较低的传输时延，可以实现更快的网络响应速度，提高了用户对实时通信和互动游戏等应用的体验。
3. 更稳定的信号覆盖：4G系统采用了MIMO技术和智能分集技术，能够提高信号覆盖范围和传输质量，减少信号传输的干扰和衰减，提高网络的稳定性。
4. 多媒体传输的支持：4G系统支持高清视频播放、视频通话和在线游戏等多媒体应用，能够实时传输大容量的多媒体数据，提供更丰富和高质量的服务。
5. 更好的移动性支持：4G系统采用了智能的信道切换和快速数据调度技术，能够实现无缝切换和平滑漫游，提供更好的移动性支持，保证用户在移动状态下的通信质量。
4G移动通信传输关键技术的应用优势可以提供更快速、更稳定和更高质量的数据传输服务，满足用户对高速数据传输和多媒体应用的需求，推动移动通信技术的发展。
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信道编码及OFDM技术
【摘要】：信道编码技术在巩固OFDM下一代移动通信的核心技术的位置上处于重要的位置。
本文简单介绍OFDM系统的一些基础知识，对于信道编码技术应用进行研究，主要以汉明码、卷积码、LDPC码作为研究重点。
【关键词】：信道编码；卷积码；汉明码；LDPC码；OFDM
1前言
现今无线通信产品的普及使得OFDM在移动通信信道中是迅速的发展。
学者越来越多的专攻多载波调制技术，很多的实验将OFDM与交织技术、信道编码技术等技术相结合。
2信道编码的简单介绍
数字通信系统框图如图所示。
为克服传输过程中各种各样的干扰，往往要人为加入一些冗余度，使其具有自动检错或检错能力，这种能力由纠（检）错编码器完成。
在此模型中，信道包括发动机、传输媒质和接收机在内的，信道是编码信道，其输入和输出是二（多）进制数字序列。
在接收端由纠（检）错解码器最大限度的恢复信源信息，并传递给信宿做后继处理。
信道编码是在控制序列中增加在发送端发送的信息序列中被称为监督码元的一些编码元素，从而在接收机中发现传输过程是错误的或正确的。
由于实际信道中噪声和干扰，信道传输后发送码字和接收码字之间的差称为差错。
信道编码的目的是提高通信系统的传输质量。
如图所示，通过纠错差错控制的方法，提高了通信系统的可靠性。
本文侧重于卷积码、汉明码和LDPC码。
卷积码通常适用于前向纠错，性能优于分组码，操作简单。
卷积码中的编码的n个符号不仅与K信息的当前输入有关，而且与已经输入的一些信息有关。
汉明码是一种线性分组码，可以纠正单个
错误并充分利用监督比特。
汉明码在发送的消息流中插入验证码以检测和纠正单
个比特错误。
2.1 卷积码
就[n，k]线性分组码而言，不同的分组是独立编码的。
它通常适用于前向纠错。
它的性能比分组码好，操作简单。
卷积码通常由[n，k，L]表示，其中n是
输出码字，k是输入比特信息，L是约束长度，也称为存储深度。
在对卷积码进
行解码的过程中，不仅从当前接收到的码组中提取解码信息，而且从该时刻之前
和之后接收到的码组中提取相关信息（整个接收码序列）。
卷积码广泛用于通信
系统中。
在分组码中，在任何给定的时间段内，编码与分组码不同。
卷积码中的编码
的n个符号不仅与当前分段中的k条信息相关，而且与前面（N-1）分段中的信
息相关。
这意味着在编码层中，码元素相互包含并相互制约。
因此，这N次中的
符号数nN通常被称为这种代码的约束长度。
卷积码的纠错能力随着N的增加而
增加。
在编码器复杂度相同的情况下，卷段码的性能优于分组码，具有记忆能力。
另一个区别是分组码具有严格的代数结构，但卷积码尚未找到如此严格的数学手
段可以将纠错性能和代码结构非常有规律地联系在一起。
目前，大多数实验室都
是用电脑来寻找出色的码。
2.2 汉明码
汉明码是线性分组码，用来校正单个误差，具有非常简单的编码和译码电路，并且易于实现。
因此，它是工程中常用的纠错码。
在计算机的操作中，数据在存储过程中可能出现错误。
为及时检测和纠正错误，原始数据通常可以被配置为汉明码。
作为第一个用于纠错的线性分组码，汉
明码可以检测到两个错误，并纠正一个错误的纠错码。
假设要检测的二进制码是
n位，为了使其具有纠错能力，需要添加k位检测位来形成n+k位码。
汉明码也是一种多（双工）奇偶校验系统，它以逻辑形式对信息进行编码，
以便检测和纠正错误。
在汉明码中使用的所有传输码字由原始信息和额外奇偶校
验位组成。
这些奇数比特中的每一个被编码在发送码字的特定比特位置中。
当正确地执行时，系统可以分离错误的数字，无论是在原始信息位还是在额外的监视位中，系统都可以做到。
2.3 LDPC码
使用LDPC长码可以实现Turbo码的性能，与Turbo码相比，LDPC码具有更高质的特性，具有简单描述、译码复杂度低、实用灵活等特点。
LDPC码是一个具有奇偶校验矩阵的线性分组码，它是一个稀疏矩阵，它通过生成矩阵G（即码字序列）将信息序列映射到传输序列。
对于生成矩阵G，存在奇偶校验矩阵H，并且所有码字序列C形成H的零空间。
构造二进制LDPC码实际上是寻找一个稀疏矩阵H作为该码的校验矩阵。
基本方法是用1替换全零矩阵的一小部分，以便被替换的矩阵具有行，每列具有所需数量的非零元素。
如果要使构造出的码可用，则必须满足：无短环，无低码重码字，码间最小距离要尽可能大。
3 OFDM技术简介
OFDM技术是由频分复用技术发展而来的，是一种将多个基带信号叠加到不同频率载波上的复合信号复用技术。
OFDM是一种与种子载波正交且部分混合的多载波调制技术。
主要思想是将数据流转换成N通道中低速的子数据流，然后分别调制成N路的副载波。
最后进行了并行传输。
因此，具有宽带频率选择性的信道被划分为N个窄带平坦衰落信道，并且子带的带宽远小于无线信道的相干带宽，并且其抗多径衰落和抗脉冲干扰的能力增强。
它非常适合于高速无线数据传输。
OFDM和FDM的主要区别在于OFDM的子载波是正交重叠的。
由于每个载波的峰值频谱对应于其它载波的过零点，OFDM技术是FDM频谱利用率的两倍以上，通过插入保护间隔可以有效地减少码间干扰。
3.1 OFDM基本原理
在发送端，首先对信源产生二进制比特流进行信道编码、交织和数字调制，然后依次经过串/并转换和离散傅里叶反变换运算。
并行数据转换为串行数据，
保护间隔用于形成OFDM符号并完成OFDM调制，然后发送终端。
接收端进行OFDM 解调，先移除相应的保护间隔，再经过串并变换、FFT、并串变换，完成OFDM解调，最后进行数字解调，经过信道译码后输出二进制数据比特流。
3.2 OFDM系统中的编码技术
通过信道编码的方式，利用宽带信道的频率分集，利用由高信噪比和高子信道传输的数据恢复低信噪比子信道传输的数据，可以提高系统的性能。
但是由于深衰落的影响，一些子信道可能被完全淹没和整个系统的误码率。
（BER）将变得非常高。
所以需要选择适当的信道编码技术，对所有子信道的数据进行联合编码，从而得到极好的差错性能。
由于OFDM性能使得编码调制技术获得很好地结果，信道编码按照一定的规则向数据流中添加冗余数据，然后信道编码后的信号具有一定的抗干扰能力，最终传输出除去信道中各种干扰和影响的数据，而且编码技术可以恢复那些频率分量减弱部分的数据。
所以信道编码的纠错能力跟编码的冗余度和复杂度有关。
OFDM中常用的信道编码技术有汉明码、卷积码、LDPC码等，各信道编码技术都有其优势、劣势，根据实际的情况，选择不同码进行应用。
4结束语
为克服信道频率的选择性衰落，利用保护间隔，最大幅度地减小和消除码间串扰的影响，信道编码技术与OFDM需要进行合作使用。
信道编码技术和OFDM技术都是关键技术，在5G时代，二者结合的技术研究处于很重要的地位，其相关技术的研究同样有很重要的理论意义和实用价值。
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