蜂窝移动通信系统及OFDM技术在其中的应用 数字通信系统报告.doc

蜂窝移动通信系统及OFDM技术在其中的应用
【摘要】:本文首先介绍了蜂窝移动通信系统的基本概念以及相关的技术;然后介绍了OFDM技术的各个方面,分析了OFDM技术的优缺点并加以总结;最后就OFDM应用于蜂窝移动通信系统中的可行性进行了各方面的分析与总结。
【关键词】:蜂窝通信;OFDM技术;应用。
蜂窝移动通信系统
蜂窝移动通信系统的历史
我们可以通过不同的多址方式来划分蜂窝移动通信系统发展的各个阶段。第一阶段是模拟频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA),也就是当时的1G系统;第二阶段是电路交换的数字时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA),即为是2G系统;第三阶段是分组/电路交换的码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA),即3G系统;第四阶段是高级接入技术并采用全互联网协议( Protocol,IP)网络结构,即称为4G系统。
蜂窝移动通信的技术
随着移动通信技术的发展,无线蜂窝网的覆盖面越来越广,移动通信发起的紧急呼叫数量在全部紧急呼叫中所占的比例也随之上升。早期移动通信系统的设计目标是使用安装在高塔上的单个的大功率发射机来获得一个大面积的覆盖。虽然这种方式能获得很好的覆盖,但是由于复用频率将导致干扰,所以它在系统中不能重复使用相同的频率。这样,调整整个移动通信的系统结构,以使其通过有限的无线频率获得大容量的通信,同时又能够覆盖大面积的范围已是迫在眉睫。蜂窝概念就此孕育而生,目的是主要用于解决频率不足和用户容量问题的一个重大的突破。它能够在有限的频率资源上提供非常大的容量,而不需要在技术上进行重大的修改。它的主要思想是用许多小功率的发射机来代替单个的大功率发射机,每个小区覆盖只提供服务范围的一小部分覆盖。
蜂窝网络
蜂窝网络就是把移动电话的服务区别分为一个个正六边形的子区,每个小区设一个基站。形成了形状酷似“蜂窝”的结构,因而把这种移动通信方式称为蜂窝移动通信方式。蜂窝网络可分为模拟蜂窝网络和数字蜂窝网络,这主要是用于区别传输信息的方式。目前主流通讯服务提供商绝大部分采用蜂窝网络。蜂窝网络被广泛采用的原因是源于一个数学猜想,正六边形被认为是使用最少个结点可以覆盖最大面积的图形,出于节约设备构建成本的考虑,正六边形是最好的选择。这样形成的网络覆盖在一起,由于形状非常像蜂窝,因此被称作蜂窝网络。
OFDM
OFDM的发展历史
在上个世纪60年代已经提出了使用平行数据传输和频分复用(FDM)的概念。1970年,美国发明和申请了一个专利,其思想是采用平行的数据和子信道相互重叠的频分复用来消除对高速均衡的依赖,用于抵制冲激噪声和多径失真,而能充分利用带宽。这项技术最初主要用于军事通信系统。但在以后相当长的一段时间,OFDM理论迈向实践的脚步放缓了。由于OFDM各个子载波之间相互正交,采用FFT实现这种调制,但在实际应用中,实时傅立叶变换设备的复杂度、发射机和接收机振荡器的稳定性以及射频功率放大器的线性要求等因素部成为OFDM技术实现的制约条件。在二十世纪80年代,MCM获得了突破性进展,大规模集成电路让FFT技术的实现不再是难以逾越的障碍,一些其它难以实现的困难也得到了解决,自此,OFDM走上了通信