正交頻分復(fù)用通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其性能研究(編輯修改稿)
2025-07-25 05:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，即在OFDM符號(hào)后的時(shí)間復(fù)制到OFDM符號(hào)的前部，形成循環(huán)前綴CP（Cyclic prefix）。因此，復(fù)制的符號(hào)和符號(hào)的一端添加到了起點(diǎn)，為了增加時(shí)間的符號(hào)長(zhǎng)度，圖23顯示保護(hù)區(qū)間。圖23 OFDM加入保護(hù)間隔 OFDM系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 近年來，OFDM技術(shù)實(shí)際應(yīng)用，而且倍受人們的期待，在于OFDM技術(shù)的各個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）把數(shù)據(jù)的高速率通過所述串并轉(zhuǎn)換，使得在各個(gè)子載波的數(shù)據(jù)碼元的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度的相對(duì)增加，從而有效地降低引起的ISI的無線信道擴(kuò)散時(shí)間，從而降低了復(fù)雜度，有時(shí)僅僅是插入循環(huán)前綴，就可以消除ISI的不利影響。 OFDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)OFDM系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)有以下三個(gè)：（1）時(shí)域和頻域同步OFDM系統(tǒng)對(duì)定時(shí)和頻率偏移敏感，在FDMA，TDMA和CDMA多址連接的時(shí)候，時(shí)域和頻率同步尤為重要，同步分為捕獲和跟蹤分為兩個(gè)過程。根據(jù)每個(gè)移動(dòng)終端發(fā)送信息到基站在時(shí)域進(jìn)行子載波提取并發(fā)送回移動(dòng)終端，基站同步，使移動(dòng)終端的頻率域和同步信息。在具體實(shí)施方式中，同步將在同一時(shí)間被分成時(shí)域同步和頻域同步，也可以兩者同時(shí)一起同步。第3章 OFDM系統(tǒng)載波實(shí)現(xiàn)過程及仿真介紹數(shù)據(jù)傳輸是串行數(shù)據(jù)流被連續(xù)地發(fā)送的碼元，每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)能夠占用到可用的整個(gè)頻譜的帶寬。然而，并行數(shù)據(jù)系統(tǒng)的時(shí)候，許多符號(hào)數(shù)被同時(shí)發(fā)送，從而減少那些發(fā)生在系統(tǒng)中串行問題[20]。由于自適應(yīng)調(diào)制，各子載波的調(diào)制方式是可以改變的，因此每個(gè)子載波上傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)也可以改變，所以串行并行轉(zhuǎn)換需要分配給每個(gè)子數(shù)據(jù)段不一樣的長(zhǎng)度載體，然而在接收端的過程則是截然相反。 OFDM子載波調(diào)制過程當(dāng)在一個(gè)OFDM無線多徑信道的傳輸，可能會(huì)導(dǎo)致相當(dāng)大的衰減，通過子載波頻率選擇性衰落，導(dǎo)致誤碼。在零的信道頻率響應(yīng)導(dǎo)致上傳送受損的相鄰子載波的信息，從而產(chǎn)生一系列的位錯(cuò)誤在每個(gè)符號(hào)。與連續(xù)錯(cuò)誤一長(zhǎng)串發(fā)生的情況相比，多數(shù)前向糾錯(cuò)將在錯(cuò)誤的均勻分布的情況下更有效地工作。因此，為了提高系統(tǒng)性能，大多數(shù)系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)擾頻和轉(zhuǎn)換工作作為字符串的一部分，這不僅可以恢復(fù)數(shù)據(jù)位的原始序列，同時(shí)還分散了一系列由于信道衰落隨時(shí)間由于使近似均勻分布的比特差錯(cuò)。隨機(jī)化之前錯(cuò)誤的這個(gè)位置，以提高糾錯(cuò)編碼的FEC的性能，以及該系統(tǒng)的整體性能得到了改進(jìn)[21]。 (32) 圖31中給出了OFDM系統(tǒng)框圖。接收端將接收到的同相和正交反回信息，對(duì)子載波進(jìn)行了調(diào)解。 圖31 OFDM模擬圖 如圖32是一個(gè)OFDM符號(hào)4個(gè)子載波的情況下，對(duì)于所有的子載波而言，幅值和相位都是相同的[22]，子載波的正交性就可以用這一特性來解釋，即是： (33)對(duì)式(32)解調(diào)第個(gè)子載波，在內(nèi)積分，即如下得到式（34）： (34)圖32 OFDM四個(gè)子載波的時(shí)域波形 根據(jù)公式（31），頻譜幅值的矩形脈沖作為該函數(shù)的函數(shù)的零點(diǎn)出現(xiàn)在1/整數(shù)倍的位置的頻率。 OFDM符號(hào)的形成和加窗技術(shù)由公式（31）得出，假設(shè)，OFDM信號(hào)的復(fù)包絡(luò)： (35)為功率歸一化因子， 。OFDM的功率譜密度為個(gè)子載波上的功率譜密度總和 為了使帶寬下降以外的功率譜密度更快，我們需要利用OFDM符號(hào)“窗口”技術(shù)。OFDM符號(hào)用于“加窗”是指：使符號(hào)周期的振幅值，一個(gè)一個(gè)過渡到幾乎為零的邊緣。窗口類型是常用的升余弦函數(shù)，如下： (37)其中，表示加窗前的符號(hào)長(zhǎng)度，為加窗后符號(hào)的長(zhǎng)度，從而允許在臨時(shí)
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