江蘇大學(xué)通信原理ofdm正交頻分復(fù)用技術(shù)論-文庫(kù)吧資料
2025-01-12 12:27本頁(yè)面
【正文】 系統(tǒng)具有很好的抗多徑干擾能力。當(dāng)子信道上采用 QAM 或 MPSK 調(diào)制方式時(shí)，調(diào)制過(guò)程可以用 IFFT 完成，解調(diào)過(guò)程可以用 FFT 完成，既不用多組振蕩源，又不用帶通濾波器組分離信號(hào)。另外， OFDM 的個(gè)子信道上還可以采用多進(jìn)制調(diào)制（如頻譜效率很高的 QAM），進(jìn)一步提高了 OFDM 系統(tǒng)的頻譜效率。普通的 FDM 系統(tǒng)為了分離開(kāi)各子信道的信號(hào)，需要在相鄰的信道間設(shè)置一定的保護(hù)間隔（頻帶），以便接收端能用帶通濾波器分離出相應(yīng)子信道的信號(hào)，造成了頻譜資源的浪費(fèi)。 OFDM 系統(tǒng)有許多非常引人注目的優(yōu)點(diǎn)。將原符號(hào)塊最后信號(hào)放到原符號(hào)塊的前部，構(gòu)成新序列，時(shí)域中原來(lái)發(fā)送信號(hào)與信道響應(yīng)的線性卷積變?yōu)閳A周卷積。 OFDM 的解決方法是把符號(hào)后面長(zhǎng)度是 Tg（保護(hù)間隔的長(zhǎng)度）的部分拿到每個(gè)符號(hào)的前面當(dāng)做保護(hù)間隔來(lái)傳輸，這種方法就叫做循環(huán)前綴。多徑傳輸?shù)姆?hào)干擾時(shí)個(gè)頭疼的問(wèn)題， OFDM 為解決這樣的問(wèn)題在符號(hào)間加上保護(hù)間隔內(nèi)，保護(hù)間隔可以不傳輸任何信號(hào)。 正交頻分復(fù)用的技術(shù) 關(guān)鍵就是實(shí)現(xiàn)并保護(hù)好子載波間的正交性，接受端收到的信號(hào) x(t)與子載波相乘后通過(guò)積分器，不同頻率的載波相乘積分后為零，只有相同載波積分后得到原始符號(hào)。多載波調(diào)制可以把高數(shù)據(jù)流分成很多個(gè)低數(shù)據(jù)流，這樣就使符號(hào)周期增大了，從而大大減弱符號(hào)間干擾（ ISI），如果在符號(hào)間加上保護(hù)間隔，可以完全消除上面提到的ISI。 三、 基本原理 眾所周知無(wú)線通信傳輸信號(hào)的路徑有很多，這就是所謂的多徑效應(yīng)， OFDM的最初提出是為了解決多徑效應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽? 目前，人們開(kāi)始集中精力研究和開(kāi)發(fā) OFDM 在無(wú)線移動(dòng)通信領(lǐng)域的應(yīng)用，并將 OFDM 技術(shù)與多種多址技術(shù)相結(jié)合。 20 世紀(jì) 90 年代， OFDM 的應(yīng)用又涉及到了利用移動(dòng)調(diào)頻 (FM)和單邊帶 (SSB)信道進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信、陸地移動(dòng)通信、高速數(shù)字用戶環(huán)路 (HDSL)、非 對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路 (ADSL)、超高速數(shù)字用戶環(huán)路 (VHDSL)、數(shù)字音頻廣播 (DAB)及高清晰度數(shù)字電視 (HDTV)和陸地廣播等各種通信系統(tǒng)。雖然各子信道的頻譜為 sinx/x 形，但由于碼元周期很長(zhǎng)，單路子信道所占的頻帶很窄，因而位于信道頻率邊緣的子信道的拖尾，對(duì)整個(gè)信道帶寬影響不大，可以避免多徑傳播引起的碼間串?dāng)_。 正基于此， 1984年， Cimini提出了一種適于無(wú)線信道傳送數(shù)據(jù)的 OFDM方案。而與串行方式不同，OFDM 能將高速串行碼流轉(zhuǎn)變成許多低速的碼流進(jìn)行并行傳送，使得碼元周期很長(zhǎng)，即遠(yuǎn)大于深衰落的持續(xù)時(shí)間，因而當(dāng)出現(xiàn)深衰落時(shí)，并行的碼元只是輕微的受損，經(jīng)過(guò)糾錯(cuò)就可以恢復(fù)。而在無(wú)線移動(dòng)信道中，盡管存在著多徑傳播及多普勒頻移所引起的頻率選擇性衰落和瑞利衰落，但OFDM 調(diào)制還是能夠減輕瑞利衰落的影響。 隨著 VLSI 的迅速發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了高速大階數(shù)的 FFT 專用芯片及可用軟件快速實(shí)現(xiàn) FFT 的數(shù)字信號(hào)處理 (DSP)的通用芯片，且價(jià)格低廉，使利用 FFT 來(lái)實(shí)現(xiàn) OFDM 的技術(shù)成為可能。 另一個(gè)主要貢獻(xiàn)是 Peled 和 Ruiz 在 1980 年的論文，他引入了循環(huán)前綴(Cyclic Prefix， CP)的概念，解決了正交性的問(wèn)題。用離散傅里葉變換 (DFT)完成基帶調(diào)制和解調(diào)，這項(xiàng)工作不是集中在單個(gè)信道，而是旨在引入消除子載波間干擾的處理方法。 對(duì) OFDM 做主要貢獻(xiàn)的是 Weinstein 和 Ebert 在 1971 年的論文， Weinstein和 Ebert 提出使用離
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