【正文】 月 日七、審核意見(jiàn)： 審查結(jié)果： 通過(guò)； 完善后通過(guò)； 未通過(guò) 負(fù)責(zé)人（簽字）： 年 月 日附錄2燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述 課題名稱(chēng)：OFDM技術(shù)及應(yīng)用 學(xué)院(系)： 里仁學(xué)院電子工程系 年級(jí)專(zhuān)業(yè)： 05通信4班 學(xué)生姓名： 劉彥波 指導(dǎo)教師： 肖麗萍 完成日期： 4月1號(hào) 一、課題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）的提出已有近40年的歷史，第一個(gè)實(shí)際應(yīng)用是軍用的無(wú)線(xiàn)高頻通信。近年來(lái)，由于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，OFDM作為一種可以有效對(duì)抗碼間干擾的高速傳輸技術(shù)，已成功應(yīng)用于非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)環(huán)路、無(wú)線(xiàn)本地環(huán)路、數(shù)字音頻廣播、高清晰電視、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)等系統(tǒng)中。它可以有效地消除信號(hào)多徑傳輸所造成的ISI現(xiàn)象，因此在移動(dòng)通信中的運(yùn)用也是大勢(shì)所趨。未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)需要能夠用有限的頻譜資源來(lái)提供更多的通信業(yè)務(wù)、更高的通信速率和更好的通信質(zhì)量，因此所采用的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)必須能夠進(jìn)行寬帶數(shù)據(jù)傳輸且保持一定的通信質(zhì)量，能對(duì)抗寬帶信道的種種不利特性。而OFDM系統(tǒng)，可以出色地解決高速信息流在無(wú)線(xiàn)信道中的傳輸問(wèn)題，滿(mǎn)足寬帶要求更高的多媒體業(yè)務(wù)和更快的網(wǎng)絡(luò)瀏覽速度，從而引起越來(lái)越多的關(guān)注。二、研究主要成果由于OFDM系統(tǒng)的良好性能及應(yīng)用價(jià)值，對(duì)OFDM系統(tǒng)的研究聚集了越來(lái)越多的學(xué)者，使得其技術(shù)日趨成熟。OFDM系統(tǒng)的自適應(yīng)技術(shù)研究較著名的分配算法有：HughesHartogs梯度分配算法，Chow and Bingham 算法，F(xiàn)ischerHuber算法。在減小OFDM系統(tǒng)中PAPR的解決方案主要有：限幅技術(shù)，編碼技術(shù)，相位控制技術(shù)，星座圖擴(kuò)展技術(shù)。其中限幅類(lèi)技術(shù)有：直接削波法，壓擴(kuò)削波法，升余弦脈沖峰值抵消法；相位控制類(lèi)技術(shù)有：映射法(SLM)，部分傳輸序列法(PTS)，子塊相位加權(quán)法(SPW)；星座圖類(lèi)技術(shù)有：活躍星座圖擴(kuò)展法(ACE)，音調(diào)注入法(TI)；還有虛構(gòu)序列插入法，交織法。OFDM信道估計(jì)技術(shù)有：FFT插值算法，卡爾曼濾波算法等。OFDM系統(tǒng)頻偏估計(jì)技術(shù)有：Park算法，ML算法等。三、發(fā)展趨勢(shì) 由于OFDM系統(tǒng)以下優(yōu)點(diǎn)：1．在窄帶帶寬下也能夠發(fā)出大量的數(shù)據(jù)，OFDM技術(shù)能同時(shí)分開(kāi)至少1000個(gè)數(shù)字信號(hào),而且在干擾信號(hào)的周?chē)梢园踩\(yùn)行,正是由于具有了這種特殊的信號(hào)“穿透能力”使得OFDM技術(shù)深受歐洲通信營(yíng)運(yùn)商以及手機(jī)生產(chǎn)商的喜愛(ài)和歡迎。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O(shè)FDM能動(dòng)態(tài)地與之相適應(yīng),并且接通和切斷相應(yīng)的載波以保證正常通信。3．OFDM技術(shù)可以自動(dòng)地檢測(cè)到存在高衰減或干擾脈沖的那一個(gè)載波,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)行正常通信。4．OFDM技術(shù)特別適用于高層建筑物、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)。因此從20世紀(jì)80年代以來(lái)，OFDM已經(jīng)在數(shù)字廣播，數(shù)字視頻廣播， 標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)本地局域網(wǎng)以及有線(xiàn)電話(huà)網(wǎng)上基于現(xiàn)有銅絞線(xiàn)的非對(duì)稱(chēng)高比特率數(shù)字用戶(hù)技術(shù)中得到了應(yīng)用。并且，OFDM還易于結(jié)合空時(shí)編碼，分集，干擾抑制，以及智能天線(xiàn)等技術(shù)，最大程度地提高物理層信息傳輸?shù)目煽啃?。如果再結(jié)合自適應(yīng)調(diào)制，自適應(yīng)編碼以及動(dòng)態(tài)子載波分配，動(dòng)態(tài)比特分配算法技術(shù)，可以使其性能進(jìn)一步得到優(yōu)化。四、存在問(wèn)題第一，同步問(wèn)題。理論分析和實(shí)踐都表明，OFDM系統(tǒng)對(duì)同步系統(tǒng)的精度要求更高，大的同步誤差不僅造成輸出信噪比的下降，還會(huì)破壞子載波間的正交性，造成載波間干擾，從而大大影響系統(tǒng)的性能，甚至使系統(tǒng)無(wú)法正常工作。第二，OFDM信號(hào)的峰值平均功率比（PeaktoAverage Power Ratio，PAPR）往往很大，使它對(duì)放大器的線(xiàn)性范圍要求大，同時(shí)也降低了放大器的效率。OFDM在未來(lái)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，特別是在未來(lái)移動(dòng)多媒體通信中的應(yīng)用，將取決于上述問(wèn)題的解決程度。五、參考文獻(xiàn)1 周恩、張興、北京：北京人民出版社，1998,36452 ：廣東通信技術(shù)出版社，3 ：(碩士學(xué)位論文)．大連理工大學(xué)，2004，7104 , . and Novel OFDM Frame Synchronization ，12(5):26295 J．Lee and L E．Miller．CDMA System EngiIleerillg Handbook[M]．London：Artech House, 1998,(10):56596 Sperm Communication．AddisonWeless CommunicatioIls Series．1995,(8):10127 J．D．Gibson．The Mobile Conmmunications Handbook[M]．London：CRC Press,1999,(6):15178 and R．Prasad．Wideband CDMA for Third Generation Mobile Communications．Artech House Publishers,1998,(6):20239 伊長(zhǎng)川，羅濤，樂(lè)光新．多載波寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)．北京：北京郵電大學(xué)出版社，2004,202410 丁玉美，高西全數(shù)字信號(hào)處理(第二版)．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002,101211 胡廣書(shū)．?dāng)?shù)字信號(hào)處理一理論：算法與實(shí)現(xiàn)．北京：清華大學(xué)出版社，1997,4041 指導(dǎo)教師審閱簽字： 年 月 日 年 月 日附錄3通信原理簡(jiǎn)介通信是電子技術(shù)最初得到的應(yīng)用之一。今天，在光纖、衛(wèi)星電視、傳真機(jī)和蜂窩電視普遍應(yīng)用時(shí)代，通信系統(tǒng)仍處在引導(dǎo)電子技術(shù)發(fā)展的前沿。人們常說(shuō)我們生活在一個(gè)信息時(shí)代，通信技術(shù)對(duì)信息的產(chǎn)生、存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換有著至關(guān)重要的作用。構(gòu)成通信系統(tǒng)最普通的一些基本要素有：發(fā)射機(jī)、接收機(jī)，以及通信信道。任何通信系統(tǒng)都是通過(guò)信道將信息從信源傳送到目的地，來(lái)自信源的信息一般是不能夠通過(guò)信道直接傳輸?shù)模虼?，在一端要用到被稱(chēng)為是發(fā)射機(jī)的裝置，另一端要用到被稱(chēng)為是接收機(jī)的裝置。信號(hào)源或信息信號(hào)可以是模擬的或數(shù)字的。最常見(jiàn)的例子是模擬音頻信號(hào)、視頻信號(hào)即數(shù)據(jù)。信息源常被稱(chēng)為信號(hào)所占有的頻率范圍，例如，電話(huà)質(zhì)量的語(yǔ)音信號(hào)，包含著的頻率范圍，而模擬高保真音樂(lè)信號(hào)大概需要的頻率范圍。電視信號(hào)比音頻信號(hào)需要更高的頻率范圍。一個(gè)電視廣播質(zhì)量的視頻信號(hào)需要的頻率范圍。數(shù)字信號(hào)源于音頻信號(hào)或視頻信號(hào)，或由數(shù)據(jù)組成(如，文字?jǐn)?shù)字和字符)。數(shù)字信號(hào)可以有任意帶寬，這要取決于每秒傳送的比特?cái)?shù)和所采用的將二進(jìn)制數(shù)1和0轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的方法。通信信道可以是任何媒質(zhì)：一對(duì)導(dǎo)體、一條光纖或者是我們生活的自由空間。有時(shí)信道可以直接承載信息。例如，語(yǔ)音信號(hào)可以直接由一對(duì)雙絞線(xiàn)電話(huà)電纜來(lái)承載。另一方面，自由空間無(wú)線(xiàn)鏈路不能直接用于承載語(yǔ)音信號(hào)，這就需要使用一個(gè)載波信號(hào)，它的頻率能夠使語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)信道傳輸或傳播。載波由信息信號(hào)改變或調(diào)制，這樣信號(hào)才能夠在接收端被恢復(fù)。當(dāng)使用載波時(shí)，信息信號(hào)被稱(chēng)為調(diào)制信號(hào)。由于載波頻率遠(yuǎn)比信息信號(hào)的頻率高，所以信息信號(hào)的頻譜常被稱(chēng)為基帶信號(hào)，這樣，信息信號(hào)、調(diào)制信號(hào)和基帶信號(hào)這三個(gè)術(shù)語(yǔ)在已調(diào)制載波的通信方案中意義是相同的。多路復(fù)用是通信的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，它是指將兩個(gè)或更多的信息信號(hào)復(fù)合在一起調(diào)制，當(dāng)在信號(hào)中劃分可用頻率范圍時(shí)，這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為頻率復(fù)用(FDM)。無(wú)線(xiàn)電和電視廣播是我們每天都能夠感受到的FDM的例子，在許多信號(hào)中劃分出它們的頻譜，由于每種信號(hào)都需要占用一定的帶寬，因此，對(duì)于有些擁擠在給定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)來(lái)說(shuō)，就要受到限制。例如，一個(gè)電視信道在VHF帶寬內(nèi)，只給定占用帶寬。OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）即正交頻分復(fù)用技術(shù)。是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)，也可以被當(dāng)作一種復(fù)用技術(shù)，具有頻譜利用率高、抗多徑干擾等特點(diǎn)。無(wú)線(xiàn)信道的頻率響應(yīng)曲線(xiàn)大多是非平坦的，而OFDM技術(shù)的主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸。移動(dòng)通信信道是典型的隨參信道，信號(hào)從發(fā)射天線(xiàn)經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)變多徑信道到達(dá)接收天線(xiàn)，會(huì)產(chǎn)生時(shí)間選擇性衰落和頻率選擇性衰落。信道的時(shí)變特性引起信號(hào)頻譜的展寬，導(dǎo)致多普勒效應(yīng)，造成信號(hào)隨時(shí)間呈選擇性衰落。信號(hào)的多徑傳播引起信號(hào)在時(shí)間上的擴(kuò)展并帶來(lái)頻率選擇性衰落。根據(jù)多徑信道在頻域中表現(xiàn)出的頻率選擇性衰落特性，人們提出了正交頻分復(fù)用(OFDM)的調(diào)制技術(shù)。OFDM將數(shù)字調(diào)制、數(shù)字信號(hào)處理、多載波傳輸?shù)燃夹g(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，使得它在系統(tǒng)的頻譜利用率、功率利用率、系統(tǒng)復(fù)雜性方面都有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，是支持未來(lái)移動(dòng)通信特別是移動(dòng)多媒體通信的主要技術(shù)之一。第四代移動(dòng)通信技術(shù)計(jì)劃以O(shè)FDM為核心技術(shù)提供增值，它在寬帶領(lǐng)域的應(yīng)用具有很大的潛力。OFDM具有較高的頻譜利用率和良好的抗多徑干擾能力，它不僅可以增加系統(tǒng)容量，更重要的是還能更好地滿(mǎn)足媒體通信的要求，能將 包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、影響等大量信息的多媒體業(yè)務(wù)通過(guò)寬頻信道高品質(zhì)地傳送出去。OFDM以其新型信號(hào)調(diào)制復(fù)用方法在寬帶無(wú)線(xiàn)接入領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐漸成為一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。由于OFDM在技術(shù)上存在相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，除頻譜利用率高和較強(qiáng)的帶寬擴(kuò)展性外，由于其采用了子載波傳輸，使其在抗多徑衰落性能方面的優(yōu)勢(shì)非常明顯，另外，OFDM系統(tǒng)可靈活選擇各子載波進(jìn)行傳輸，使其具有靈活分配頻譜資源的性能，所以它越來(lái)越得到人們的重視，各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)化工作也在不斷開(kāi)展中。如今，人們已經(jīng)將OFDM技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)與各自的研究領(lǐng)域結(jié)合了起來(lái)。選擇單一通信信道發(fā)送多個(gè)信號(hào)的方法是采用時(shí)分復(fù)用(TDM)，為取代多信號(hào)信道對(duì)可用帶寬的分割，時(shí)分復(fù)用的每一路信號(hào)占用了整個(gè)帶寬，但卻只占用了很少一部分時(shí)間。以一個(gè)電視節(jié)目為例子，時(shí)分復(fù)用相當(dāng)于所發(fā)送多個(gè)節(jié)目對(duì)一個(gè)電視頻道總的占用時(shí)間的分割。盡管每個(gè)節(jié)目占用了信道的整個(gè)帶寬，但只占用了時(shí)間的一部分。電子通信TDM的例子與我們今天使用的比較成熟的FDM相比，盡管很不平常，但它的使用卻很普遍，尤其對(duì)于數(shù)字通信，如數(shù)字電話(huà)系統(tǒng)就是一個(gè)很好的例子。將FDM與TDM結(jié)合在一起使用當(dāng)然是可以的，例如，在一些被稱(chēng)為是發(fā)送與接受一體化的轉(zhuǎn)發(fā)器中劃分出可用帶寬，就是一個(gè)FDM的應(yīng)用例子，即可以在單一轉(zhuǎn)發(fā)器攜帶大量的TDM數(shù)字信號(hào)。接收機(jī)應(yīng)精確地還原基帶信號(hào)。當(dāng)然，由于跨越距離通信，信號(hào)在時(shí)間上要有延時(shí)，也可能會(huì)在幅度上發(fā)生改變。這兩種情況都不發(fā)生問(wèn)題則屬于是例外。與地球相對(duì)靜止的衛(wèi)星通信時(shí)間延遲會(huì)對(duì)電話(huà)通信造成損害，即使無(wú)線(xiàn)電波以光速傳播，但由于跨度越大的距離傳輸，信號(hào)經(jīng)過(guò)約會(huì)引起的延遲?；鶐盘?hào)改變反應(yīng)的是失真，失真會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生破壞的結(jié)果，有很多可能發(fā)生的失真種類(lèi)，其中一些類(lèi)型舉例如下，但其中并非所有的失真都能立即顯現(xiàn)。一些可能發(fā)生的失真類(lèi)型有：諧波失真：一些基帶分量諧波失真疊加在原始信號(hào)上。內(nèi)調(diào)制失真：由信號(hào)混合頻率成分產(chǎn)生的附加頻率分量。非線(xiàn)性頻率響應(yīng)：基帶信號(hào)分量放大超過(guò)了其他信號(hào)分量。非線(xiàn)性相位響應(yīng)：信號(hào)分量之間的相位移。噪聲：發(fā)射機(jī)，接收機(jī)附加噪聲和信道噪聲。這種噪聲疊加在信號(hào)上并淹沒(méi)了信號(hào)。干擾：如果在同意傳輸媒質(zhì)上傳輸多個(gè)信號(hào)，它們之間將發(fā)生相互作用。數(shù)字通信的優(yōu)勢(shì)之一，是具有對(duì)被噪聲和失真劈壞了的信號(hào)的再生能力，假定這個(gè)信號(hào)受到破壞后仍可被識(shí)別0和1在模擬系統(tǒng)中，盡管噪聲和失真逐漸累計(jì)，對(duì)有些情況的失真可以在后續(xù)點(diǎn)被去除。如果信道頻率響應(yīng)不是預(yù)期平坦的，例如，可采用濾波器形式均衡來(lái)補(bǔ)償。然而，諧波失真、內(nèi)調(diào)制失真和噪聲一旦出現(xiàn)，就不可能從模擬信號(hào)中完全去除?？梢栽跀?shù)字調(diào)制方式中建立確切的抗干擾和失真的數(shù)值，在已增加的誤碼率中反映出超過(guò)噪聲與失真的容限電平。光纖通信技術(shù)應(yīng)用迅速增長(zhǎng)，自1977年光纖系統(tǒng)首次商用安裝以來(lái)，電話(huà)公司就開(kāi)始使用光纖鏈路替代舊的銅線(xiàn)系統(tǒng)。今天的許多電話(huà)公司，在他們的系統(tǒng)中全面使用光纖作為干線(xiàn)結(jié)構(gòu)和作為城市電話(huà)系統(tǒng)之間的長(zhǎng)距離連接。有線(xiàn)電視公司也已開(kāi)始集成光纖到他們的有線(xiàn)系統(tǒng)。連接中心交換局的長(zhǎng)途線(xiàn)路已經(jīng)被光纜所替代。一些提供商已開(kāi)始用光纖/銅軸混合線(xiàn)路進(jìn)行試驗(yàn)。這種混合線(xiàn)路允許在鄰域之間集成光纖和同軸電纜，這種被稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)的位置，提供將光脈沖轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光接收機(jī)，然后信號(hào)再經(jīng)過(guò)同軸電纜被傳送到各個(gè)家庭。近年來(lái)，作為一種通信信號(hào)傳輸?shù)倪m當(dāng)手段，光纖穩(wěn)步替代銅線(xiàn)是顯而易見(jiàn)的，這些光纜在本地電話(huà)系統(tǒng)之間跨越很長(zhǎng)的距離并為許多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供干線(xiàn)連接。其他系統(tǒng)用戶(hù)包括有線(xiàn)電視服務(wù)，大學(xué)校園、辦公樓、工業(yè)工廠(chǎng)和電氣公司。附錄4Introduction to Principles of TelemunicationLixia Yang YingjieCommunication was one of the first application of electrical technology. Today, in the age of fiber optics and satellite television, facsimile machines and cellular telephones, munication systems remain at the leading edge of electronics.Communication systems constitute the most mon elements of some of the basic: a transmitter, a receiver, and a m