【正文】 ，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋植捎昧艘环N叫作HomePlug 的處理技術(shù)，來(lái)對(duì)所有將要被發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)位的載波進(jìn)行合并處理，把眾多的單個(gè)信號(hào)合并成一個(gè)獨(dú)立的傳輸信號(hào)進(jìn)行發(fā)送。此外，糾錯(cuò)碼的使用還可以幫助其恢復(fù)一些載波上的信息。它將不同載波搬移至零頻，然后在一個(gè)碼元周期內(nèi)積分，其他載波信號(hào)由于與所積分的信號(hào)正交，因此不會(huì)對(duì)信息的提取產(chǎn)生影響。我們通過(guò)選擇滿(mǎn)足一定誤碼率的最佳調(diào)制方式就可以獲得最大頻譜效率。 OFDM 技術(shù)使用了自適應(yīng)調(diào)制，根據(jù)信道條件的好壞來(lái)選擇不同的調(diào)制方式 。 OFDM 還采用了功率控制和自適應(yīng)調(diào)制相協(xié)調(diào)工作方式。 自適應(yīng)調(diào)制要求系統(tǒng)必須對(duì)信道的性能有及時(shí)和精確的了解，如果在差的信道上使用較強(qiáng)的調(diào)制方式，那么就會(huì)產(chǎn)生很高的誤碼率，影響系統(tǒng)的可用性。這種并行傳輸體制大大擴(kuò)展了符號(hào)的脈沖寬度，提高了抗多徑衰落等惡劣傳輸條件的性能。同時(shí)為了提高頻譜利用率，使各子載波上的頻譜相互重疊（如圖 1 所示），但這些頻譜在整個(gè)符號(hào)周期內(nèi)滿(mǎn)足正交性，從而保證接收端能夠不失真地復(fù)原信號(hào)。 第 2 節(jié) OFDM 的 算法理論與基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 由上面的原理分析可知，若要實(shí)現(xiàn) OFDM，需要利用一組正交的信號(hào)作為子載波。用這 M 路并行碼調(diào)制 M 個(gè)子載波來(lái)實(shí)現(xiàn)頻分復(fù)用。設(shè)一個(gè) OFDM符號(hào)周期為 T，子載波間隔為 1/T，子載波頻率為 fi=f0+i/T ,i=0,1,? M1,fi為第 i個(gè)子載波的頻率， 均為 1/T的整數(shù)倍，則調(diào)制后一個(gè) OFDM的復(fù)基帶信號(hào)為： 在接收端，主要由混頻器和積分器完成解調(diào)，在不考慮同步誤差及信道干擾的情況下，因?yàn)樵谳d波之間相互正交，在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)有： 則對(duì)第 k個(gè)在載波進(jìn)行解調(diào)，在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)進(jìn)行積分得 由此看見(jiàn)解調(diào)部分能完全恢復(fù)原始信號(hào)。另外，為消除碼間干擾（ ISI），在實(shí)際 OFDM系統(tǒng)中采用插入循環(huán)前綴（ CP）的方法，即將 OFDM符號(hào)尾部的一部分復(fù)制后放到符號(hào)前面， CP使所傳輸?shù)姆?hào)表現(xiàn)出周期性，當(dāng) CP的持續(xù)時(shí)間比信號(hào)在信道傳輸延遲時(shí)間大時(shí)，碼間干擾僅僅會(huì)干擾OFDM符號(hào)體前面的 CP從而消除 ISI[6]。 OFDM每個(gè)載波所使用的調(diào)制方法可以不同?？煽啃允峭ㄐ畔到y(tǒng)正常運(yùn)行的基本考核指標(biāo)，所以很多通信系統(tǒng)都傾 向于選擇 BPSK或 QPSK調(diào)制，以確保在信道最壞條件下的信噪比滿(mǎn)足要求，但是這兩種調(diào)制方式的頻譜效率很低。終端還須定期更新調(diào)制信 息，這也會(huì)增加開(kāi)銷(xiāo)比特。自適應(yīng)調(diào)制要求系統(tǒng)必須對(duì)信道的性能有及時(shí)和準(zhǔn)確的了解， OFDM系統(tǒng)可以用導(dǎo)頻信號(hào)或參考碼字來(lái)測(cè)試信道的好壞，發(fā)送一個(gè)已知數(shù)據(jù)的碼字，測(cè)出每條信道的信噪比，根據(jù)這個(gè)信噪比來(lái)確定最適合的調(diào)制方式。 (2) OFDM技術(shù)能夠持續(xù)不斷地監(jiān)控傳輸介質(zhì)上通信特性的突然變化，由于通信路徑傳送數(shù)據(jù)的能力會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化，所以 OFDM能動(dòng)態(tài)地與之相適應(yīng)，并且接通和切斷相應(yīng)的載波以保證持續(xù)地進(jìn)行成功的通信； (3) 該技術(shù)可以自動(dòng)地檢測(cè)到傳輸介質(zhì)下哪一個(gè)特定的載波存在高的信號(hào)衰減或干擾脈沖，然后采取合適的調(diào)制措施來(lái)使指定頻率下的載波進(jìn)行成功通信； (4) OFDM技術(shù)特別適合使用在高層建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及將信號(hào)撒播的地區(qū)，高速的數(shù)據(jù)傳播及播音都希望刪除多路影響的地方。因此，如果衰落不是特別嚴(yán)重，就沒(méi)有必要再添加時(shí)域均衡器。 OFDM 自適應(yīng)調(diào)制機(jī)制使不同的子載波可以按照信道情況和噪音背景的不同使用不同的調(diào)制方式。因此， OFDM 技術(shù)非常適合高速數(shù)據(jù)傳輸。 OFDM由于采用了循環(huán)前綴，對(duì)抗碼間干擾的能力很強(qiáng)。OFDM技術(shù)既可用于移動(dòng)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，也可以用于固定的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，它通過(guò)在樓層、使用者、交通工具和現(xiàn)場(chǎng)之間的信號(hào)切換，有效地解決了其中的信息沖突問(wèn)題。針對(duì)這一點(diǎn)，有人提出基于小波 /小波包的正交多載波調(diào)制技術(shù)，作為對(duì)基于 DFT的多載波調(diào)制技術(shù) OFDM的發(fā)展和改進(jìn)。同時(shí)作為一個(gè)充滿(mǎn)希望與潛力的新研究領(lǐng)域關(guān)于小波 /小波包調(diào)制技術(shù)有許多問(wèn)題尚待進(jìn)一步研究 第 2章 OFDM 技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用 第 1 節(jié) 高清晰度數(shù)字電視廣播 OFDM 在數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中取得了廣泛的應(yīng)用，其中數(shù)字音頻廣播（ DAB）標(biāo)準(zhǔn)是第一個(gè)正式使用 OFDM 的標(biāo)準(zhǔn)。 因此不難看出， OFDM 技術(shù)良好的性能使得它在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。另外， IEEE 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)工作于 ISM 免許可證頻段，分別在 和 兩個(gè)頻段定義了采用 OFDM 技術(shù)的 IEEE 和 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)，其最高數(shù)據(jù)傳輸速率提高到 54Mbps。 計(jì)劃采用 MIMO 與 OFDM 相結(jié)合，使傳輸速率成倍提高。 IEEE 計(jì)劃將 WLAN 的傳輸速率從 和 的 54Mbps 增加至 108Mbps 以上，最高速率可達(dá) 320Mbps，成為 一場(chǎng)重頭戲。 IEEE 工作組專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé) BWA 方面的技術(shù)工作，它已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一個(gè) 2GHz～ 11GHz BWA 的標(biāo)準(zhǔn) —IEEE ，物理層就采用了OFDM 技術(shù)。其中由 WiLAN 公司倡導(dǎo)的OFDM 論壇，有 50 多個(gè)成員，其中有如 Breeze、startup BeamReach Networks 和 Nokia 等參加，主要是協(xié)調(diào)提交到 IEEE 的 OFDM 提案。在寬帶接入系統(tǒng)中，由于 OFDM 系統(tǒng)具備良好的特性，將成為下一代蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有力支撐。為了推動(dòng) 3G 的發(fā)展，人們開(kāi)始研究將 OFDM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)引入到CDMA 系統(tǒng)中，推出 MCCDMA 技術(shù)。由于多載波調(diào)制的特性，它將高速率信號(hào)分割成多個(gè)低速率信號(hào)，使得信號(hào)波形間的干擾得 到消除，因此可以不需要均衡。 第 3章 OFDM 技術(shù)在設(shè)備制造和運(yùn)行中的優(yōu)勢(shì) ● 該技術(shù)可以處理多體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的異步特性，可以提供比傳統(tǒng)多址技術(shù)更高的容量，并且可以抗信道的頻率選擇性衰落； ● 該技術(shù)能夠持續(xù)不斷地監(jiān)控傳輸介質(zhì)上通信特性的突然變化。試驗(yàn)系統(tǒng)已在運(yùn)行，很快吸引了大量聽(tīng)眾。 當(dāng)前國(guó)際上全數(shù)字高清晰度電視傳輸系統(tǒng)中采用的調(diào)制技術(shù)中就有 OFDM 技術(shù)，歐洲 HDTV 傳輸系統(tǒng)已經(jīng)采用 COFDM（ coded OFDM－編碼 OFDM）技術(shù)。在未來(lái)的寬帶接入系統(tǒng)中， OFDM是一項(xiàng)基本技術(shù)。如，在 OFDM信號(hào)中加入的保護(hù)時(shí)間提供的靈活性可以使得在 不同小區(qū)中易于達(dá)到最佳的頻譜利用率。（ 3）高抗干擾性。世界各國(guó)許多大公司、研究團(tuán)體已經(jīng) 充分認(rèn)識(shí)到 OFDM技術(shù)的應(yīng)用前景。 可以看出， OFDM 技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景。 從移動(dòng)通信系統(tǒng)提 供的傳輸速率來(lái)看，第一代模擬系統(tǒng)提供模擬語(yǔ)音服務(wù)和簡(jiǎn)單的信令；第二代數(shù)字NCDMA 兩個(gè)系統(tǒng)為代表，主要傳輸數(shù)字語(yǔ)音，當(dāng)然可以同時(shí)使用多個(gè)時(shí)隙實(shí)現(xiàn)相對(duì)較高速率的數(shù)據(jù)通信；而第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)2Mbps，其中，靜止環(huán)境為 2Mbps，慢速移動(dòng)環(huán)境為384Mbps，快速移動(dòng)環(huán)境為 144Mbps，衛(wèi)星移動(dòng)通信為 ；下一代（ 4G）移動(dòng)通信系統(tǒng)預(yù)計(jì)系統(tǒng)速率可達(dá)到 20Mbps，甚至更高，國(guó)際電信聯(lián)盟正在著手有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的組織工作。許多世界著名通信公司已經(jīng)投入巨資研究下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。 在功能方面主要有以下要求： （ 1）支持下一代因特網(wǎng)和所有的信息設(shè)備、家用電器等； （ 2）實(shí)現(xiàn)與固定網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)的無(wú)縫化連接； （ 3）能通過(guò)中間件支持和開(kāi)通多種多樣的 IP 業(yè)務(wù)； （ 4）能提供用戶(hù)定義的個(gè)性化服務(wù)； （ 5）按服務(wù)級(jí)別收費(fèi)。為了能在下一代移動(dòng)通信中有效解決這一問(wèn)題，可采用頻譜利用率高，抗多徑衰落性能好的 OFDM 技術(shù)，以取代復(fù)雜而昂貴的自適應(yīng)均衡器。而正交頻分復(fù)用（ OFDM）系統(tǒng)則使各子載波早期采用正交濾波器將信道分成多個(gè)子信道，但要用尤其是當(dāng)路數(shù)增多的時(shí)候。令插入 CP 對(duì)應(yīng) G 個(gè)碼元，則發(fā)送符號(hào)幀 s 可表示為： S={Xng,Xng+1,……Xn 1,X0,X1,……Xn 1} 經(jīng)過(guò)信道后，接收端移走接收到的符號(hào)幀 S\中的前 G 個(gè)碼元，得到由 N 個(gè)碼元組成的 OFDM 符號(hào)幀 y。 當(dāng)然，為了進(jìn)一步提高實(shí)際系統(tǒng)性能，通常還將增加頻域交織、時(shí)域交織、導(dǎo)頻和信道編解碼等功能模塊。 在上行鏈路中，來(lái)自不同移動(dòng)終端的信號(hào)必須同步到達(dá)基站，才能保證子載波間的正交性。由于無(wú)線(xiàn)信道常常是衰落信道，需要不斷對(duì)信道進(jìn)行跟蹤，因此導(dǎo)頻信息也必須不斷的傳送。對(duì)于衰落信道中的隨機(jī)錯(cuò)誤，可以采用信道編碼；對(duì)于衰落信道中的突發(fā)錯(cuò)誤，可 以采用交織。編碼可以采用各種碼，如分組碼、卷積碼等，卷積碼的效果要比分組碼好。為了解決這一問(wèn)題，人們提出了基于信號(hào)畸變技術(shù)、信號(hào)擾碼技術(shù)和基于信號(hào)空間擴(kuò)展等降低 OFDM系統(tǒng) PAPR的方法。但是，CP 長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)必然導(dǎo)致能量大量損失，尤其對(duì)子載波個(gè)數(shù)不是很大的系統(tǒng)。 第 5章 OFDM 技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景 20世紀(jì) 60年代 OFDM的多路數(shù)據(jù)傳輸已被成功地用于高頻軍事通信系統(tǒng)。很多國(guó)家的全數(shù)字高清晰度電視傳輸系統(tǒng)（ DVB－ T）也采用了 OFDM技術(shù)。另外，在電力線(xiàn)通信領(lǐng)域， OFDM也將作為主要的調(diào)制技術(shù)被采納。 VOFDM由 Cisco公司支持，WOFDM則由 WiLAN公司提出，構(gòu)成了 OFDM的兩大陣營(yíng)：寬帶無(wú)線(xiàn) Inter論壇（ BWIF）和 OFDM論壇，它們力圖使自己的 OFDM模式成為標(biāo)準(zhǔn)。 （ 1） VOFDM VOFDM技術(shù)通過(guò)在 OFDM傳輸系統(tǒng)中采用陣列天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)空間分集，提高了信號(hào)質(zhì)量，是聯(lián)合 OFDM和空時(shí)處理而得到的一種新技術(shù)。Iospan的技術(shù)基于 Stanford大學(xué) A. Paulraj教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在多輸入多輸出（ MIMO），即空時(shí)信號(hào)處理方面的研究工作。 （ 2） WOFDM WiLAN公司發(fā)明的寬帶 OFDM是 IEEE 的基礎(chǔ)，同時(shí)它也提出了 。與無(wú)此操作的 WOFDM符號(hào)相比，使發(fā)射信號(hào)變化變小，所以信號(hào) “白化 ”降低了信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍，使系統(tǒng)對(duì)射頻功率放大器線(xiàn)性度要求降低。如果把速率升至 45Mbit/s，只需改變 DSP中的軟件，選擇 64QAM的調(diào)制方式即可，無(wú)需改變硬件。flashOFDM采用 FDD雙工方式，工作頻段從220MHz～ 。除了跳頻外，為解決小區(qū)間干擾，采用了功率控制，用戶(hù)只發(fā)射能有效通信的功率。隨著人們對(duì)于通信數(shù)據(jù)化、寬帶化、個(gè)人化和移動(dòng)化的需求， OFDM技術(shù)在固定無(wú)線(xiàn)接入領(lǐng)域和移動(dòng)接入領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越得到廣泛的應(yīng)用。對(duì)這些方面的研究是當(dāng)前一個(gè)非?；钴S的研究領(lǐng)域，有 許多課題需要我們做進(jìn)一步的深入研究。學(xué)生無(wú)限感激，永遠(yuǎn)銘記在心。 最后，向所有熱情幫助過(guò)我的各位老師和同學(xué)致以由衷的感謝，我會(huì)以我的實(shí)際行動(dòng)來(lái)答謝你們給予我的幫助。在進(jìn)行畢設(shè)的同時(shí)，我還學(xué)到了許多新的知識(shí) 。 我們的生活正一天一天的變地更好 ，信息 化已經(jīng)不再是遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想，即使在中國(guó)的廣大農(nóng)村和中小城鎮(zhèn)，人們也已經(jīng)可以感覺(jué)到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)給他們帶來(lái)的巨大的好處