江蘇大學通信原理ofdm正交頻分復用技術論-文庫吧
2024-12-22 12:27 本頁面
【正文】 )高頻可變速率數傳調制解調器 (Modem)。該Modem利用 34路子信道并行傳送 34路低速數據，每個子信道 采用相移鍵控 (PSK)調制，且各子信道載波相互正交，間隔為 84 Hz。但是在早期的 OFDM 系統中，發(fā)信機和相關接收機所需的副載波陣列是由正弦信號發(fā)生器產生的，且在相關接收時各副載波需要準確地同步，因此當子信道數很大時，系統就顯得非常復雜和昂貴。 對 OFDM 做主要貢獻的是 Weinstein 和 Ebert 在 1971 年的論文， Weinstein和 Ebert 提出使用離散傅里葉變換 (Discrete Fourier Transform， DFT)，實現OFDM 系統中的全部調制和解調功能的建議。因而簡化了振蕩器陣列以及相關 接收機中本地載波之間的嚴格同步的問題，為實現 OFDM 的全數字化方案作了理論上的準備。用離散傅里葉變換 (DFT)完成基帶調制和解調，這項工作不是集中在單個信道，而是旨在引入消除子載波間干擾的處理方法。為了抗 ISI 和 ICI，他們在時域的符號和升余弦窗之間用了保護時間，但在一個時間彌散信道上的子載波間不能保證良好的正交性。 另一個主要貢獻是 Peled 和 Ruiz 在 1980 年的論文，他引入了循環(huán)前綴(Cyclic Prefix， CP)的概念，解決了正交性的問題。他們不用空保護間隔，而是用 OFDM 符號的循環(huán)擴展來填充， 這可有效地模擬一個信道完成循環(huán)卷積，這意味著當 CP 大于信道的脈沖響應時就能保證子載波間的正交性，但有一個問題就是能量損失。 隨著 VLSI 的迅速發(fā)展，已經出現了高速大階數的 FFT 專用芯片及可用軟件快速實現 FFT 的數字信號處理 (DSP)的通用芯片，且價格低廉，使利用 FFT 來實現 OFDM 的技術成為可能。 1981 年 Hirosaki 用 DFT 完成的 OFDM 調制技術，試驗成功了 16QAM 多路并行傳送 kb/s 的電話線 Modem。而在無線移動信道中，盡管存在著多徑傳播及多普勒頻移所引起的頻率選擇性衰落和瑞利衰落，但OFDM 調制還是能夠減輕瑞利衰落的影響。這是因為在高速串行傳送碼元時，深衰落會導致鄰近的一串碼元被嚴重破壞，造成突發(fā)性誤碼。而與串行方式不同，OFDM 能將高速串行碼流轉變成許多低速的碼流進行并行傳送，使得碼元周期很長，即遠大于深衰落的持續(xù)時間，因而當出現深衰落時，并行的碼元只是輕微的受損，經過糾錯就可以恢復。另外對于多徑傳播引起的碼間串擾問題，其解決的方案是在碼元間插入保護間隙，只要保護間隙大于最大的傳播時延時間，碼間串擾就可以完全避免 。 正基于此， 1984年， Cimini提出了一種適于無線信道傳送數據的 OFDM方案。其特點是調制器發(fā)送的子信道副載波調制的碼型是方波，并在碼元間插入了保護間隙。雖然各子信道的頻譜為 sinx/x 形，但由于碼元周期很長，單路子信道所占的頻帶很窄，因而位于信道頻率邊緣的子信道的拖尾，對整個信道帶寬影響不大，可以避免多徑傳播引起的碼間串擾。同時由于省去了升余弦濾波器，使實現的方案非常簡單，因此后來的大多數 OFDM 方案都是以此為原形實現的。 20 世紀 90 年代， OFDM 的應用又涉及到了利用移動調頻 (FM)和單邊帶 (SSB)信道進行高速數據通信、陸地移動通信、高速數字用戶環(huán)路 (HDSL)、非 對稱數字用戶環(huán)路 (ADSL)、超高速數字用戶環(huán)路 (VHDSL)、數字音頻廣播 (DAB)及高清晰度數字電視 (HDTV)和陸地廣播
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