【正文】 月 日七、審核意見： 審查結(jié)果： 通過； 完善后通過； 未通過 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(論文)文獻(xiàn)綜述 課題名稱：OFDM技術(shù)及應(yīng)用 學(xué)院(系)： 里仁學(xué)院電子工程系 年級專業(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 一、課題國內(nèi)外現(xiàn)狀OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）的提出已有近40年的歷史，第一個實際應(yīng)用是軍用的無線高頻通信。近年來，由于數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，OFDM作為一種可以有效對抗碼間干擾的高速傳輸技術(shù)，已成功應(yīng)用于非對稱數(shù)字用戶環(huán)路、無線本地環(huán)路、數(shù)字音頻廣播、高清晰電視、無線局域網(wǎng)等系統(tǒng)中。它可以有效地消除信號多徑傳輸所造成的ISI現(xiàn)象，因此在移動通信中的運用也是大勢所趨。未來移動通信系統(tǒng)需要能夠用有限的頻譜資源來提供更多的通信業(yè)務(wù)、更高的通信速率和更好的通信質(zhì)量，因此所采用的無線通信技術(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線信道中的傳輸問題，滿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)用價值，對OFDM系統(tǒng)的研究聚集了越來越多的學(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)，星座圖擴展技術(shù)。其中限幅類技術(shù)有：直接削波法，壓擴削波法，升余弦脈沖峰值抵消法；相位控制類技術(shù)有：映射法(SLM)，部分傳輸序列法(PTS)，子塊相位加權(quán)法(SPW)；星座圖類技術(shù)有：活躍星座圖擴展法(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)頻偏估計技術(shù)有：Park算法，ML算法等。三、發(fā)展趨勢 由于OFDM系統(tǒng)以下優(yōu)點：1．在窄帶帶寬下也能夠發(fā)出大量的數(shù)據(jù)，OFDM技術(shù)能同時分開至少1000個數(shù)字信號,而且在干擾信號的周圍可以安全運行,正是由于具有了這種特殊的信號“穿透能力”使得OFDM技術(shù)深受歐洲通信營運商以及手機生產(chǎn)商的喜愛和歡迎。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)的能力會隨時間發(fā)生變化,所以O(shè)FDM能動態(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)可以自動地檢測到存在高衰減或干擾脈沖的那一個載波,然后采取合適的調(diào)制措施來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撒播的地區(qū)。因此從20世紀(jì)80年代以來，OFDM已經(jīng)在數(shù)字廣播，數(shù)字視頻廣播， 標(biāo)準(zhǔn)的無線本地局域網(wǎng)以及有線電話網(wǎng)上基于現(xiàn)有銅絞線的非對稱高比特率數(shù)字用戶技術(shù)中得到了應(yīng)用。并且，OFDM還易于結(jié)合空時編碼，分集，干擾抑制，以及智能天線等技術(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)編碼以及動態(tài)子載波分配，動態(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、存在問題第一，同步問題。理論分析和實踐都表明，OFDM系統(tǒng)對同步系統(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)無法正常工作。第二，OFDM信號的峰值平均功率比（PeaktoAverage Power Ratio，PAPR）往往很大，使它對放大器的線性范圍要求大，同時也降低了放大器的效率。OFDM在未來通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，特別是在未來移動多媒體通信中的應(yīng)用，將取決于上述問題的解決程度。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 伊長川，羅濤，樂光新．多載波寬帶無線通信技術(shù)．北京：北京郵電大學(xué)出版社，2004,202410 丁玉美，高西全數(shù)字信號處理(第二版)．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002,101211 胡廣書．?dāng)?shù)字信號處理一理論：算法與實現(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、傳真機和蜂窩電視普遍應(yīng)用時代，通信系統(tǒng)仍處在引導(dǎo)電子技術(shù)發(fā)展的前沿。人們常說我們生活在一個信息時代，通信技術(shù)對信息的產(chǎn)生、存儲與轉(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、接收機，以及通信信道。任何通信系統(tǒng)都是通過信道將信息從信源傳送到目的地，來自信源的信息一般是不能夠通過信道直接傳輸?shù)模虼?，在一端要用到被稱為是發(fā)射機的裝置，另一端要用到被稱為是接收機的裝置。信號源或信息信號可以是模擬的或數(shù)字的。最常見的例子是模擬音頻信號、視頻信號即數(shù)據(jù)。信息源常被稱為信號所占有的頻率范圍，例如，電話質(zhì)量的語音信號，包含著的頻率范圍，而模擬高保真音樂信號大概需要的頻率范圍。電視信號比音頻信號需要更高的頻率范圍。一個電視廣播質(zhì)量的視頻信號需要的頻率范圍。數(shù)字信號源于音頻信號或視頻信號，或由數(shù)據(jù)組成(如，文字?jǐn)?shù)字和字符)。數(shù)字信號可以有任意帶寬，這要取決于每秒傳送的比特數(shù)和所采用的將二進(jìn)制數(shù)1和0轉(zhuǎn)換成電信號的方法。通信信道可以是任何媒質(zhì)：一對導(dǎo)體、一條光纖或者是我們生活的自由空間。有時信道可以直接承載信息。例如，語音信號可以直接由一對雙絞線電話電纜來承載。另一方面，自由空間無線鏈路不能直接用于承載語音信號，這就需要使用一個載波信號，它的頻率能夠使語音信號通過信道傳輸或傳播。載波由信息信號改變或調(diào)制，這樣信號才能夠在接收端被恢復(fù)。當(dāng)使用載波時，信息信號被稱為調(diào)制信號。由于載波頻率遠(yuǎn)比信息信號的頻率高，所以信息信號的頻譜常被稱為基帶信號，這樣，信息信號、調(diào)制信號和基帶信號這三個術(shù)語在已調(diào)制載波的通信方案中意義是相同的。多路復(fù)用是通信的一個術(shù)語，它是指將兩個或更多的信息信號復(fù)合在一起調(diào)制，當(dāng)在信號中劃分可用頻率范圍時，這個過程被稱為頻率復(fù)用(FDM)。無線電和電視廣播是我們每天都能夠感受到的FDM的例子，在許多信號中劃分出它們的頻譜，由于每種信號都需要占用一定的帶寬，因此，對于有些擁擠在給定頻率范圍內(nèi)的信號來說，就要受到限制。例如，一個電視信道在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。無線信道的頻率響應(yīng)曲線大多是非平坦的，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，在每個子信道上使用一個子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸。移動通信信道是典型的隨參信道，信號從發(fā)射天線經(jīng)過一個時變多徑信道到達(dá)接收天線，會產(chǎn)生時間選擇性衰落和頻率選擇性衰落。信道的時變特性引起信號頻譜的展寬，導(dǎo)致多普勒效應(yīng)，造成信號隨時間呈選擇性衰落。信號的多徑傳播引起信號在時間上的擴展并帶來頻率選擇性衰落。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)字信號處理、多載波傳輸?shù)燃夹g(shù)有機結(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)雜性方面都有很強的競爭力，是支持未來移動通信特別是移動多媒體通信的主要技術(shù)之一。第四代移動通信技術(shù)計劃以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足媒體通信的要求，能將 包括語音、數(shù)據(jù)、影響等大量信息的多媒體業(yè)務(wù)通過寬頻信道高品質(zhì)地傳送出去。OFDM以其新型信號調(diào)制復(fù)用方法在寬帶無線接入領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐漸成為一個發(fā)展趨勢。由于OFDM在技術(shù)上存在相當(dāng)大的優(yōu)勢，除頻譜利用率高和較強的帶寬擴展性外，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，所以它越來越得到人們的重視，各項產(chǎn)業(yè)化工作也在不斷開展中。如今，人們已經(jīng)將OFDM技術(shù)的諸多優(yōu)點與各自的研究領(lǐng)域結(jié)合了起來。選擇單一通信信道發(fā)送多個信號的方法是采用時分復(fù)用(TDM)，為取代多信號信道對可用帶寬的分割，時分復(fù)用的每一路信號占用了整個帶寬，但卻只占用了很少一部分時間。以一個電視節(jié)目為例子，時分復(fù)用相當(dāng)于所發(fā)送多個節(jié)目對一個電視頻道總的占用時間的分割。盡管每個節(jié)目占用了信道的整個帶寬，但只占用了時間的一部分。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，尤其對于數(shù)字通信，如數(shù)字電話系統(tǒng)就是一個很好的例子。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。接收機應(yīng)精確地還原基帶信號。當(dāng)然，由于跨越距離通信，信號在時間上要有延時，也可能會在幅度上發(fā)生改變。這兩種情況都不發(fā)生問題則屬于是例外。與地球相對靜止的衛(wèi)星通信時間延遲會對電話通信造成損害，即使無線電波以光速傳播，但由于跨度越大的距離傳輸，信號經(jīng)過約會引起的延遲?；鶐盘柛淖兎磻?yīng)的是失真，失真會對信號產(chǎn)生破壞的結(jié)果，有很多可能發(fā)生的失真種類，其中一些類型舉例如下，但其中并非所有的失真都能立即顯現(xiàn)。一些可能發(fā)生的失真類型有：諧波失真：一些基帶分量諧波失真疊加在原始信號上。內(nèi)調(diào)制失真：由信號混合頻率成分產(chǎn)生的附加頻率分量。非線性頻率響應(yīng)：基帶信號分量放大超過了其他信號分量。非線性相位響應(yīng)：信號分量之間的相位移。噪聲：發(fā)射機，接收機附加噪聲和信道噪聲。這種噪聲疊加在信號上并淹沒了信號。干擾：如果在同意傳輸媒質(zhì)上傳輸多個信號，它們之間將發(fā)生相互作用。數(shù)字通信的優(yōu)勢之一，是具有對被噪聲和失真劈壞了的信號的再生能力，假定這個信號受到破壞后仍可被識別0和1在模擬系統(tǒng)中，盡管噪聲和失真逐漸累計，對有些情況的失真可以在后續(xù)點被去除。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補償。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噪聲與失真的容限電平。光纖通信技術(shù)應(yīng)用迅速增長，自1977年光纖系統(tǒng)首次商用安裝以來，電話公司就開始使用光纖鏈路替代舊的銅線系統(tǒng)。今天的許多電話公司，在他們的系統(tǒng)中全面使用光纖作為干線結(jié)構(gòu)和作為城市電話系統(tǒng)之間的長距離連接。有線電視公司也已開始集成光纖到他們的有線系統(tǒng)。連接中心交換局的長途線路已經(jīng)被光纜所替代。一些提供商已開始用光纖/銅軸混合線路進(jìn)行試驗。這種混合線路允許在鄰域之間集成光纖和同軸電纜，這種被稱為節(jié)點的位置，提供將光脈沖轉(zhuǎn)換為電信號的光接收機，然后信號再經(jīng)過同軸電纜被傳送到各個家庭。近年來，作為一種通信信號傳輸?shù)倪m當(dāng)手段，光纖穩(wěn)步替代銅線是顯而易見的，這些光纜在本地電話系統(tǒng)之間跨越很長的距離并為許多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供干線連接。其他系統(tǒng)用戶包括有線電視服務(wù)，大學(xué)校園、辦公樓、工業(yè)工廠和電氣公司。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