OFDM系统原理及仿真与实现毕业设计(论文)
基于MATLAB的OFDM系统仿真论文

基于MATLAB的OFDM系统仿真论文河北大学本科生毕业论文(设计)装题目:基于MATLAB的OFDM系统仿真学部学科门类专业学号姓名指导教师2011年5月12日基于MATLAB的OFDM系统仿真摘要OFDM即正交频分复用技术,是由多载波调制发展而来。
它既可以被看作一种调制技术,也可以被当作是一种复用技术。OFDM技术可以大大降低系统的误码率,并且有很强的抗干扰能力及较高的频谱利用率等特点,因此越来越多的人开始关注该技术。
本次毕业设计首先简单介绍了OFDM技术的发展和应用,分析了OFDM系统的优缺点以及发展前景。
然后简单描述了OFDM的原理和OFDM系统实现模型及MATLAB软件,并且以此作为系统仿真的理论基础。
最后利用MATLAB软件在输入不同信噪比下对OFDM系统进行仿真,并且对其仿真出来的数据图形进行分析理解和总结。关键词:正交频分复用;仿真;MATLABTHE OFDM SYSTEMS BASED ON MATLAB SIMULATIONABSTRACTOFDM or orthogonal frequency division multiplexing is developed from the multi-carrier modulation. It can be seen as a modulation technique and can also be regarded as a kind of multiplexing. OFDM technology can greatly reduce the bit error rate, and has a strong anti-interference capability and high spectral efficiency and so on, so more and more people are concerned about the technology.The graduation project introduces the development and application of OFDM technology simplify at first, and analyzes the advantages and disadvantages of OFDM system and the development prospects. Then simply describes the principle of the OFDM and OFDM system implementation model and the MATLAB software, and regard it as the theoretical basis. Finally, using the MATLAB software in input different SNR simulation of OFDM systems, and the data of the simulation out analysis understanding and summarizes the graphics.Key words:Orthogonal frequency division multiplexing; Simulation; MATLAB目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 OFDM系统的发展 (1)1.3 OFDM技术的优缺点 (2)1.4 OFDM系统的发展前景 (3)2 OFDM的技术基础 (4)2.1 OFDM基本原理 (4)2.2 OFDM系统实现模型 (6)2.3 保护间隔和循环前缀作用 (7)2.3.1 保护间隔(GI) (7)循环前缀(CP) (7)2.4. 功能说明 (7)OFDM基本参数的选择 (7)有用符号持续时间 (8)子载波数 (8)2.4.4 调制模式 (8)3 OFDM系统仿真与分析 (9)3.1 MATLAB简介 (9)3.2 OFDM系统仿真设计 (9)3.3 仿真及结果 (11)3.3.1 仿真一 (11)3.3.2 仿真二 (14)3.4 仿真结果分析 (16)4总结 (17)参考文献 (18)致谢 (19)附录 (20)1 绪论1.1引言计算机技术、Internet网络的发展与普及改变了人类生活方式,这是人类科技的一次革命性的进步。
毕业设计(论文)OFDM系统原理及仿真实现

目录摘要 (2)ABSTRACT (3)第一章绪论 (4)第二章OFDM系统的基本介绍 (5)2.1OFDM的基本原理 (5)2.1.1 OFDM的产生和发展 (6)2.1.2 DFT的实现 (7)2.1.3 保护间隔、循环前缀和子载波数的选择 (8)2.1.4 子载波调制与解调 (10)2.2OFDM系统的优缺点 (11)2.3OFDM系统的关键技术 (11)第三章OFDM系统仿真实现 (13)3.1OFDM信号的时域及频域波形 (13)3.2带外功率辐射以及加窗技术 (15)3.3在不同信道环境和系统不同实现方式下的仿真 (18)3.3.1 调制与解调 (18)3.3.2 不同信道环境下的系统仿真实现 (20)3.3.3 系统不同实现方式的仿真实现 (22)第四章OFDM系统的仿真结果及性能分析 (23)4.1不同信道环境下的误码特性 (23)4.2不同系统实现方式下的误码特性 (28)第五章总结 (30)摘要本论文以OFDM系统为基础,介绍了OFDM系统的基本原理,以及使用OFDM技术的优势所在,并且展望了今后的无线移动技术的发展前景。
在简单介绍OFDM原理的同时,着重阐述了OFDM系统在不同信道环境和不同实现方式下的误码性能。
主要包括了OFDM系统在加性白高斯信道,在加性白高斯信道和多径干扰两种不同信道环境下系统的误码性能,其中后者还研究了系统在有保护间隔与无保护间隔的误码性能比较。
在理论分析的基础上,用MATLAB进行仿真,最后做出误码性能的分析和比较。
关键字: 正交频分复用(OFDM),离散傅立叶变换,AWGN,,多径干扰,保护间隔。
ABSTRACTThis paper presents you the basic priciple of OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)and where it excels based on OFDM system , following with the prospective of wireless mobile communication. After a brief introduction toOFDM principle , it mainly focuses on the effect of OFDM system under different channels and with different system realizations on the Binary Error Rate (BER). It mainly includes two kinds of channels: the AWGN channel and the AWGN channel with Rayleigh fading. In the latter, we compare the BER with two different system realizations: one with Guarded Intervals(GI), and the other without (GI).Key Words : OFDM, DFT, AWGN, Rayleigh fading ,GI第一章绪论现代移动通信是一门复杂的高新技术,不但集中了无线通信和有线通信的最新技术成就,而且集中了网络接收和计算机技术的许多成果。
分析与仿真ofdm系统的同步毕业设计(论文)[管理资料]
![分析与仿真ofdm系统的同步毕业设计(论文)[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/19157f0ff705cc17542709b1.png)
毕业设计(论文)分析与仿真OFDM系统的同步系别通信工程系专业通信工程班级40407班姓名都海峰指导教师年月日OFDM系统的同步技术分析与仿真摘要正交频分复用(OFDM)技术是当前移动通信领域的一项关键技术,它具有很强的抗符号间干扰、抗多径衰落的能力,适合在无线信道中传输高速的数据业务,因而倍受关注。
OFDM采用了正交载波技术,频谱利用率很高。
目前已被应用于无线局域网、数字音频广播、数字视频广播系统中,并且有望成为第四代移动通信系统的核心技术。
本文首先概述了OFDM的原理、特征和关键技术,介绍了系统需要的几种同步。
然后就同步误差对系统性能的影响进行了简单的分析,表明定时偏差和采样频率偏差将会引入码间干扰,载波频率偏差导致载波间干扰的发生。
因此,在OFDM系统接收机中定时的确定、载波频率偏差和采样频率偏差的纠正是信号恢复的关键。
之后对OFDM系统同步的几种实现方法进行了介绍,分析了各同步方法的性能。
最后本文重点对OFDM系统进行了仿真,设计了OFDM系统的仿真模型,编写了OFDM系统的matlab程序,对信号传输各个时期的波形进行了分析,并通过改变信道信噪比分析了系统对抗多径衰落的能力。
关键词:OFDM,载波偏差,定时偏差Analysis and Simulation on OFDMSynchronization TechnologyAuthor: Guo HaifengTutor: Huang LiqunAbstractOrthogonal Frequency Division Multiplexing is one of key technologies in mobile communication fields; it is suitable for high rate data transmission in wireless channels because it can combat Inter-Symbol Interference and multi-path fading efficiently, now it has become an attractive technology. OFDM is a multiple carriers technology, supports high rate data transmission with high spectrum efficiency. At present, OFDM technology has been used in many fields, such as wireless local network, digital audio broadcasting, and digital video broadcasting systems and so on. It is very promising to be a core technology of the fourth generation mobile communications.At first, the principle, properties and key technology are described simply,several synchronization in need for the system are introduced.The effect of synchronization error of an OFDM system is discussed in detail. The study show that symbol timing offset and sampling frequency offset would introduce inter-symbol interference, frequency offset of carriers would result in inter-carrier interference. So, in an OFDM system, finding the symbol timing, the carrier frequency offset, and the sampling rate offset at the receiver is important in the recovery of the signal.Finally this paper on OFDM system for the simulation, designed OFDM system simulation model developed OFDM system matlab procedures, the various periods of signal transmission waveform were analyzed, and by changing the channel signal to noise ratio of the system against multi-path The ability of the decline.Key Words:Orthogonal Frequency Division Multiplexing, Carrier frequency offset, Timing error目录1绪论 (1)OFDM技术的发展 (1)OFDM的主要优缺点 (2) (3)2 OFDM系统的基本原理 (5)OFDM原理简介 (5)0FDM正交调制解调框图 (6) (7) (8)OFDM关键技术 (10)3 OFDM同步分析 (12) (12) (12)OFDM同步技术的概况 (13)OFDM系统同步的实现 (15) (15) (17) (19) (25)4 OFDM系统仿真 (26)OFDM系统仿真的设计 (26) (27)QPSK的调制和解调 (27) (28)FFT/IFFT (28) (28) (29) (33)总结 (36)致谢 ................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于MATLAB的OFDM通信系统仿真本科毕业论文

基于MATLAB的OFDM通信系统仿真毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:目录摘要 (IV)Abstract (V)第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2研究背景和意义 (2)1.2.1 OFDM技术发展现状 (2)1.2.2 OFDM仿真技术的研究现状 (3)1.3OFDM技术的特点 (4)1.4本文的主要内容 (5)第二章 OFDM的基本原理 (6)2.1信号的表达式及其正交性 (6)2.2调制与解调 (9)2.3保护间隔和循环前缀 (10)2.4加窗技术 (12)第三章 OFDM系统的关键技术 (16)3.1同步技术 (16)3.1.1同步技术简介 (16)3.1.2同步技术的分类 (16)3.1.3同步偏移对OFDM系统性能的影响 (17)3.2信道估计技术 (18)3.2.1无线通信信道 (18)3.2.2无线信道信道估计 (19)3.3峰均功率比 (19)3.3.1峰均功率比的定义 (20)3.3.2 降低峰均功率比的方法 (20)3.4信道编码和交织 (21)3.4.1 RS码以及伽罗华域概述 (21)3.4.2 RS编码原理 (23)3.4.3 RS码的主要特点 (25)3.4.4 RS码的纠错原理 (25)3.4.5 交织技术 (25)3.5均衡技术 (25)第四章OFDM系统的仿真及结果分析 (27)4.1OFDM系统的基本原理模型 (27)4.2MATLAB仿真软件的特点 (27)4.2.1通信仿真的一般步骤 (27)4.2.2 MATLAB仿真软件的特点 (28)4.3OFDM系统仿真模型及主要模块参数设置 (28)4.3.1整个OFDM系统仿真模型 (28)4.3.2主要模块参数设置 (28)4.4OFDM通信系统仿真结果分析 (31)4.4.1发射信号与接收信号的基带波形 (31)4.4.2 OFDM信号传输前后的星座图 (33)4.4.3 OFDM系统的发射端与接收端信号的功率谱 (35)4.4.4多普勒频移对OFDM系统性能的影响 (36)4.4.5 RS编码对OFDM系统性能的影响 (37)4.4.6 OFDM系统的误码分析 (38)第五章总结和展望 (40)5.1全文总结 (40)5.2展望 (40)参考文献 (42)附录 (43)致谢 (47)基于MATLAB的OFDM通信系统仿真摘要移动通信技术是现阶段通信技术研究中的重点,得到了越来越多人的关注。
毕业论文:OFDM通信系统抗多径衰落性能仿真

OFDM 通信系统抗多径衰落性能仿真陈晓炜王家慧谢丽惠摘要:正交频分复用(OFDM )是第四代移动通信的核心技术。
本文先简要介绍了OFDM的基本原理,然后进行了OFDM 添加循环前缀后可以抗多径干扰的数学推导,在给出OFDM 系统模型的基础上,用MA TLAB 语言对系统进行了仿真。
最后给出不同信道下,循环前缀、均衡技术对系统误码率影响的比较曲线,并得出结论。
关键词:正交频分复用,仿真,循环前缀,均衡Simulation of OFDM communication systemanti-multipath-degradation performanceCHEN Xiao-wei, WANG Jia-hui, XIE Li-huiAbstract : OFDMis the key technology of 4G mobile communication. In this article OFDMb asic principle is briefly introduced. Then, a mathematical derivation is given to reveal the influence of CP on the system. Based on the given system model, OFDMs ystem is computer simulated with MATHLAB language. Finally, the BER curves of CP and equalizer are given and compared. A conclusion is done at last.Keyword: OFDM, simulation, CP, equalizer背景现代移动通信的技术发展趋势之一是移动宽带化,移动系统的宽带接入基本上是发生在靠近用户的最后一公里内,这个范围内的无线信道环境是很恶劣的,会存在多径传输以及由此引发的时间色散效应。
OFDM原理及其应用(论文)

OFDM原理及其应用(论文)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:2大连理工大学城市学院本科生毕业设计(论文)学院:电子与自动化学院专业: 电子信息工程学生:指导教师:完成日期: 2010年5月26日3大连理工大学城市学院本科生毕业设计(论文)题目名称OFDM的原理及其应用总计毕业设计(论文) 50 页表格 2 个插图14 幅摘要在现代通信系统中,如何高速和可靠地传输信息成为人们关注的一个焦点。
虽然现在数据传输理论和实践已经取得了相当大的进展,但是随着通信的发展,特别是无线通信业务的增长,可以利用的频率资源日趋紧张。
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。
正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是当前一种非常热门的通信技术.它即可以被看作是一种调制技术,也可以被看作是一种复用技术。
由于它具有抗多径衰落和频谱利用率高的特点,因此被广泛应用于高速数字通信领域,比如应用于IEEE 802.11a无线局域网(WLAN)的物理层等等。
本文叙述了正交频分复用技术的产生背景、发展历史、基本原理和OFDM系统的实现方法.其中OFDM的原理部分介绍了OFDM的系统组成、调制方式、信道的分配以及使用OFDM技术的优势与不足所在,指出在短波通信中采用OFDM体制需要解决的几个关键性技术。
最后总结了OFDM系统的性能特点以及在实际中的应用,并且展望了今后的无线移动技术的发展前景。
关键词:正交频分复用;调制;解调;4GIAbstractIn modern communication system,how to transmit information with high speed reliablely become a focus that people pay attention to. Though now,data transmission theory and practice have gotten fairly big progress, but along with the development of communication, especially the increase of wireless communication business but with a view to with frequency resource become tense day by day. The appearance of OFDM modulation technology is the modulation technology of interference rejection that realizes efficiency with raising the utilization rate of frequency band have opened up a new route.Because of wireless environment where multipath maybe significant,Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), a special form of multicarrier modulation (MCM), where a single data stream is transmitted over a number of lower rate subcarriers has recently received considerable attention for its robustness to multipath selective fading and high bandwidth efficiency。
OFDM信号的MATLAB仿真及DSP实现学士学位论文

学士学位论文论文题目:OFDM信号的MATLAB仿真及DSP实现毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
OFDM系统设计与仿真共3篇

OFDM系统设计与仿真共3篇OFDM系统设计与仿真1OFDM系统设计与仿真OFDM技术是一种多载波信号传输技术,将整个信道分割成数个互不干扰的子载波,每个子载波都可以进行调制传输数据,使得OFDM技术具有抗多径和高速传输的优点,因此在现代通信系统中得到广泛应用。
本文将介绍OFDM系统的设计和仿真过程。
一、OFDM系统的设计OFDM系统的设计首先需要确定系统的参数,包括子载波数量、调制方式、误码率等。
具体的设计流程如下:1. 确定子载波数量OFDM系统中子载波数量的选择与系统的带宽有关系,可以通过下式计算出子载波数量:N = B/Δf其中,N是子载波数量,B是系统的带宽,Δf是子载波的带宽。
2. 确定调制方式OFDM系统的调制方式有许多种,如BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等。
不同的调制方式可以达到不同的传输速率和误码率,通常选用16QAM和64QAM,可以提高系统的信噪比和传输速率。
3. 确定误码率OFDM系统在传输数据时会受到各种干扰和噪声的影响,因此需要确定合适的误码率。
在一般情况下,当误码率为10^-5时,OFDM系统的性能最优。
二、OFDM系统的仿真OFDM系统的仿真可以通过软件或硬件实现。
其中,软件仿真可以通过Matlab软件实现,硬件实现需要使用FPGA等电路设计工具。
1. Matlab仿真Matlab软件提供了许多工具箱,可以方便地进行OFDM系统的仿真。
例如,可以使用Communications Toolbox进行信道估计、信号变换和误码率分析等,可以使用Simulink进行系统建模和仿真。
下面以Simulink仿真为例,介绍OFDM系统的仿真过程。
首先,将OFDM调制器、仿真信道和OFDM解调器添加到Simulink模型中。
然后,对OFDM信号进行比特随机分配、IFFT和加前缀(保障多径传播),并对信道进行加性白噪声、多径衰减和时间延迟的模拟,最后进行OFDM解调和误码率计算。
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毕业设计(论文) OFDM系统原理及仿真实现毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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作者签名:日期:目录摘要 (2)ABSTRACT (3)第一章绪论 (4)第二章OFDM系统的基本介绍 (5)2.1OFDM的基本原理 (5)2.1.1 OFDM的产生和发展 (6)2.1.2 DFT的实现 (7)2.1.3 保护间隔、循环前缀和子载波数的选择 (8)2.1.4 子载波调制与解调 (10)2.2OFDM系统的优缺点 (11)2.3OFDM系统的关键技术 (11)第三章OFDM系统仿真实现 (13)3.1OFDM信号的时域及频域波形 (13)3.2带外功率辐射以及加窗技术 (15)3.3在不同信道环境和系统不同实现方式下的仿真 (18)3.3.1 调制与解调 (18)3.3.2 不同信道环境下的系统仿真实现 (20)3.3.3 系统不同实现方式的仿真实现 (22)第四章OFDM系统的仿真结果及性能分析 (23)4.1不同信道环境下的误码特性 (23)4.2不同系统实现方式下的误码特性 (28)第五章总结 (30)摘要本论文以OFDM系统为基础,介绍了OFDM系统的基本原理,以及使用OFDM技术的优势所在,并且展望了今后的无线移动技术的发展前景。
在简单介绍OFDM原理的同时,着重阐述了OFDM系统在不同信道环境和不同实现方式下的误码性能。
主要包括了OFDM系统在加性白高斯信道,在加性白高斯信道和多径干扰两种不同信道环境下系统的误码性能,其中后者还研究了系统在有保护间隔与无保护间隔的误码性能比较。
在理论分析的基础上,用MATLAB进行仿真,最后做出误码性能的分析和比较。
关键字: 正交频分复用(OFDM),离散傅立叶变换,AWGN,,多径干扰,保护间隔。
ABSTRACTThis paper presents you the basic priciple of OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)and where it excels based on OFDM system , following with the prospective of wireless mobile communication. After a brief introduction to OFDM principle , it mainly focuses on the effect of OFDM system under different channels and with different system realizations on the Binary Error Rate(BER). It mainly includes two kinds of channels: the AWGN channel and the AWGN channel with Rayleigh fading. In the latter, we compare the BER with two different system realizations: one with Guarded Intervals(GI), and the other without (GI).Key Words : OFDM, DFT, AWGN, Rayleigh fading ,GI第一章绪论现代移动通信是一门复杂的高新技术,不但集中了无线通信和有线通信的最新技术成就,而且集中了网络接收和计算机技术的许多成果。
目前,移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通信阶段,并且正朝着个人通信这一更高级阶段发展。
未来移动通信的目标是,能在任何时间、任何地点、向任何人提供快速可靠的通信服务。
1978年底,美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统(AMPS),建成了蜂窝状模拟移动通信网,大大提高了系统容量。
与此同时,其它发达国家也相继开发出蜂窝式公共移动通信网。
这一阶段的特点是蜂窝移动通信网成为实用系统,并在世界各地迅速发展,这个系统一般被当作是第一代移动通信系统。
从20世纪80年代中期开始,数字移动通信系统进入发展和成熟时期。
蜂窝模拟网的容量已不能满足日益增长的移动用户的需求。
80年代中期,欧洲首先推出了全球移动通信系统(GSM:Global System for Mobile)。
随后美国和日本也相继指定了各自的数字移动通信体制。
20世纪90年代初,美国Qualcomm公司推出了窄带码分多址(CDMA:Code-Division Multiple Access)蜂窝移动通信系统,这是移动通信系统中具有重要意义的事件。
从此,码分多址这种新的无线接入技术在移动通信领域占有了越来越重要的地位。
这些目前正在广泛使用的数字移动通信系统是第二代移动通信系统。
第二代移动通信系统主要是为支持话音和低速率的数据业务而设计的。
但随着人们对通信业务范围和业务速率要求的不断提高,已有的第二代移动通信网将很难满足新的业务需求。
为了适应新的市场需求,人们正在制定第三代(3G)移动通信系统。
但是由于3G系统的核心网还没有完全脱离第二代移动通信系统的核心网结构,所以普遍认为第三代系统仅仅是一个从窄带向未来移动通信系统过渡的阶段。
目前,人们已经把目光越来越多得投向超三代(beyong 3G)的移动通信系统中,使其可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良,以及达到高速数据传输的要求。
若从技术层面来看,第三代移动通信系统主要是以CDMA为核心技术,三代以后的移动通信系统则以正交频分复用OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)最受瞩目,特别是有不少专家学者针对OFDM技术在无线通信技术上的应用,提供了相关的理论基础,例如无线区域环路(WLL:Wireless Local Loop)、数字音讯广播(DAB: Digital Audio Broadcasting)等,都将在未来采用OFDM技术。
目前世界范围内存在有多种数字无线通信系统,然而基于支持话音业务的电路交换模式的第二代移动通信系统不能满足多媒体业务的需要,但是对于高速数据业务来说,单载波TDMA(Time Division Multiple Access)系统和窄带CDMA 系统中都存在很大的缺陷。
由于无线信道存在时延扩展,而且高速信息流的符号宽度又相对较窄,所以符号之间会存在较严重的符号间干扰(ISI:Inter-Symbol Interference),因此对单载波TDMA系统中使用的均衡器提出非常高的要求,即抽头数量要足够大,训练符号要足够多,训练时间要足够长,而均衡算法的复杂度也会大大增加。
对于窄带CDMA来说,其主要问题在于扩频增益与高速数据流之间的矛盾。
保证相同带宽的前提下,高速数据流所使用的扩频增益就不能太高,这样就大大限制了CDMA系统噪声平均的优点,从而使得系统的软容量受到一定的影响,如果保持原来的扩频增益,则必须要相应的提高带宽。
此外,CDMA系统内的一个非常重要的特点是采用闭环的功率控制,这在电路交换系统中比较容易实现,但对于分组业务来说,对信道进行探测,然后再返回功率控制命令会导致较大的时延,因此对于高速的无线分组业务来说,这种闭环的功率控制问题也存在缺陷。
因此,人们开始关注正交频分复用(OFDM)系统,希望通过这种方法来解决高速信息流在无线信道中的传输问题,从而可以满足带宽要求更高的多种多媒体业务和更快的网络浏览速度。
正交频分复用(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的提出已有近40年的历史,第一个OFDM技术的实际应用是军用的无线高频通信链路。
但这种多载波传输技术在双向无线数据方面的应用却是近十年来的新趋势。
经过多年的发展,该技术在广播式的音频和视频领域已得到广泛的应用。
近年来,由于DSP(digital signal processing)技术的飞速发展,OFDM作为一种可以有效对抗ISI的高速传输技术,引起了广泛关注。
OFDM技术已经成功地应用于数字音频广播(DAB)、高清晰度电视HDTV(High-definition Television)、无线局域网WLAN(Wireless Local Area Network),它在移动通信中的运用也是大势所趋。
1999年IEEE802.11a通过了一个5GHz的无线局域网标准,其中OFDM调制技术被采用并作为它的物理层标准。
第二章OFDM系统的基本介绍正交频分复用(OFDM)技术与已经普遍熟知应用的频分复用(FDM:Frequency Division Multiplexing)技术十分相似,与FDM基本原理相同,OFDM 把高速的数据流通过串并变换,分配到速率相对较低的若干个频率子信道中进行传输,不同的是,OFDM技术利用了更好的控制方法,使频谱利用率有所提高。
OFDM与FDM的主要差别为以下几方面:第一:在常规的广播系统中,每一个无线站在不同的频率上发送信号,有效的运用FDM来保证每个站点的分隔,广播系统中的每一个站点没有任何的同位或同步;但使用OFDM传播技术,譬如DAB,从多个无线站来的信息信号被组合成一个单独的复用数据流,这些数据是由多个子载波密集打包组成,然后将在OFDM体系中传输,在OFDM信号内的所有子载波都是在时间和频率上同步的,使子载波之间的干扰被严格控制。
这些复用的子载波在频域中交错重叠,但因为调制的正交性且采用循环前缀作为保护间隔,所以不会发生载波间干扰ICI (Inter-Carrier Interference)。
第二:对传统的频分复用(FDM)系统而言,传播的信号需要在两个信道之间存在较大的频率间隔即保护带宽来防止干扰,这降低了全部的频谱利用率;然而应用OFDM的子载波正交复用技术大大减少了保护带宽,提高了频谱利用率。