正交頻分復(fù)用通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其性能研究-文庫吧
2025-06-13 05:19 本頁面
【正文】 通信系統(tǒng)是現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)的一部分，不僅包括有線和無線通信技術(shù)，而且集中了網(wǎng)絡(luò)接收發(fā)送和計(jì)算機(jī)技術(shù)的許多研究成果?，F(xiàn)在大多數(shù)的移動(dòng)通信從模擬通信到數(shù)字移動(dòng)通信的發(fā)展，以及通信正朝著一個(gè)更高級(jí)的發(fā)展階段[1]。而在將來移動(dòng)通信的方向則是完成5W，即能在任何時(shí)間、任何方位、任何人向任何人或移動(dòng)配置供應(yīng)迅速可靠的通信[2]。由于人們對(duì)信息量的需要越來越大，無線移動(dòng)通信隨即來到了一個(gè)迅速發(fā)展時(shí)代。二十一個(gè)世紀(jì)以來，由于無線通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合使用，國內(nèi)外移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展速度更為明顯，使世界網(wǎng)絡(luò)資源發(fā)展更加快速。正交頻分復(fù)用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術(shù)就是移動(dòng)通信中的關(guān)鍵的轉(zhuǎn)變之一。 OFDM屬于是多載波傳輸系統(tǒng)，起源于上個(gè)世紀(jì)70年代， 當(dāng)時(shí)Weinstein和Ebert等人把離散傅里葉變換DFT（Discrete Fourier Transform）和快速傅里葉變換從而提出了正交頻分復(fù)用系統(tǒng)[5]。 個(gè)基點(diǎn)，當(dāng)帶寬的接收天線[8]。本論文主要介紹OFDM系統(tǒng)及其MATLAB仿真。論文的第一章介紹了論文的研究的方向、論文的目的和意義，然后主旨說明OFDM的發(fā)展歷程，對(duì)OFDM的發(fā)展前景做一個(gè)簡要闡述。論文第二章主要介紹論文中研究OFDM系統(tǒng)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)；并對(duì)OFDM的循環(huán)前綴和保護(hù)間隔作大體概述論文第三章說明OFDM系統(tǒng)的子載波調(diào)制實(shí)現(xiàn)過程，加窗技術(shù)對(duì)OFDM技術(shù)功率譜密度的影響，并對(duì)形成星座圖的過程進(jìn)行簡述。論文第四章是分析OFDM經(jīng)過MATLAB仿真結(jié)果，并對(duì)波形圖作對(duì)比分析，得出仿真結(jié)果。論文第五章結(jié)束章節(jié)是整體論文的總結(jié)，最后分別是致謝、參考文獻(xiàn)和附錄，這就是本篇論文的大體結(jié)構(gòu)。第2章 OFDM系統(tǒng)的基本介紹 OFDM技術(shù)，與FDM原理相似，OFDM通過串行并行變換的高速數(shù)據(jù)流，分配到幾個(gè)頻率子信道[11]。OFDM和FDM的主要區(qū)別是：一是在傳統(tǒng)的廣播系統(tǒng)，每個(gè)無線電臺(tái)在不同的頻率發(fā)送信號(hào)，以確保FDM分隔每個(gè)網(wǎng)站的有效使用，每個(gè)站點(diǎn)不同位或同步廣播系統(tǒng)；當(dāng)使用OFDM通信技術(shù)的時(shí)候，每一個(gè)單一的復(fù)用數(shù)據(jù)流被組合成多個(gè)無線站臺(tái)的信息信號(hào)，而且多個(gè)子載波也組成了該數(shù)據(jù)，然后在OFDM系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸，在所有子載波的OFDM信號(hào)在時(shí)間和頻率同步，所以不允許有子載波之間互相存在干擾。 圖21 FDM與OFDM調(diào)制技術(shù)的比較 OFDM的基本原理 OFDM的產(chǎn)生和發(fā)展OFDM的提出已經(jīng)接近四十年的時(shí)間，只是由于模擬濾波器實(shí)現(xiàn)起來的系統(tǒng)復(fù)雜度較高等各種原因，所以一直沒有得到很好的應(yīng)用起來；直到70到90年代，被逐漸利用DFT來實(shí)現(xiàn)多載波的影響，才為此OFDM系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用打下了基礎(chǔ)；在此期間，[12]。自那以后，OFDM的移動(dòng)通信才得到迅速發(fā)展。圖22 OFDM收發(fā)機(jī)框原理框圖 IDFT/DFT的實(shí)現(xiàn) DFT的時(shí)域和頻域是緊密結(jié)合的，不同的環(huán)境選擇的的傅立葉變換形式是不同的。DFT為一個(gè)常規(guī)變換方法，其中對(duì)時(shí)域和頻域上的信號(hào)進(jìn)行采樣。對(duì)于N較大的系統(tǒng)，OFDM可以用離散傅立葉逆變換（IDFT）來完成[15]。對(duì)信號(hào)以進(jìn)行抽樣，令，得到:(21) 看出等效對(duì)進(jìn)行IDFT運(yùn)算。在接收端，為了數(shù)據(jù)符號(hào)，可以對(duì)進(jìn)行IDFT的逆變換，得到： 正是由于這種低符號(hào)率使得OFDM系統(tǒng)可以抵抗碼間干擾ISI（InterSymbol Interference），另外，通過附加保護(hù)間隔，在每一個(gè)符號(hào)的開始時(shí)，可以進(jìn)一步抵制ISI，也可以減少接收定時(shí)偏移誤差[17]。這種保護(hù)間隔的復(fù)制周期，增加符號(hào)長度，在每個(gè)子載波的周期，周期信號(hào)的符號(hào)是數(shù)據(jù)符號(hào)的整數(shù)倍
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