ofdm技术概述以及在移动通信中的应用.doc

学年论文(设计)题目OFDM技术概述学生姓名学号院系 专业 指导教师 二OO九年十一月二十五日目录1引言 32OFDM技术基本原理 -频二重性分析 113OFDM技术在通信(3GPPLTE)中的应用 LTE的项目计划及主要性能目标 基本物理层传输方案 主要物理层传输技术 双工方式和帧结构 导频与编码调制方式 MIMO 随机接入 -CDMA -DS-CDMA -CDMA 194结束语 19OFDM技术概述摘要:OFDM技术是一种高频带利用率的多载波调制技术,它在提高频带利用率的同时,也能有效地抵抗字符间干扰。目前OFDM技术已经被广泛应用于广播式的音频、视频领域和民用通信系统。在OFDM系统中引入了正交的子载波,使得它的频带利用率比以前任何一种调制技术都要高,第四代移动通信系统计划OFDM为技术核心提供增值服务,它在宽带领域有很大的潜力。关键词:正交频分复用系统;多载波调制;正交子载波调制;干扰1引言在各类通信过程中,普遍存在着一种很严重的干扰———符号间干扰(ISI)。在以往中都是使用自适应衡器来消除回波的干扰。但在都市内进行无线通信,时延十几微秒的回波很常见,这使得均衡器的抽头数达几百。从而大大增加了均衡器的复杂度和成本。近年来,随着移动通信业务和数字广播需求的不断增加,这一矛盾变得严重。因此,出现了一种新技术以取代复杂而昂贵的自适应均衡器,这就是正交频分复(OFDM)[1,2]。OFDM系统的英文全称为OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,即正交频分复用系统。OFDM是一种无线环境下的高速传输技术,它能够同时满足高速和抗干扰两方面的要求。。OFDM技术是HPA(HomePlugPowerlineAlliance)工业规范的基础。由于这种技术具有在杂波干扰下传送信号的能力,因此常常会被用在容易受外界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输介质中。,每个载波上的调制速率很低(1/N),调制符号的持续间隔远大于信道的时间扩散,从而能够在具有较大失真和突发性脉冲干扰环境下对传输的数字信号提供有效地保护。OFDM对多径时延扩散不敏感,若信号占用带宽大于信道相干带宽则多经效应使信号的某些频率分量增强,某些频率分量减弱(频率选择性衰落)OFDM的频域编码和交织在分散并行的数据之间建立了联系,这样由部分衰落或干扰而遭到破坏的数据可以通过频率分量增强部分的接收的数据得以恢复即实现频率分集。OFDM克服了FDMA和TDMA的大多数问题。OFDM把可用信道分成许多个窄带信号(一般为100~8000)。每个信道的载波都保持正交,由于它们之间可以非常接近,甚至频谱1/2交叠,却不需要像FDMA那样多余的开销,也不存在TDMA那样的多用户之间的切换开销。图1OFDM系统框图过去的多载波系统,整个带宽被分成N个子频带,子频带之间没有交叠,为了降低子带之间的干扰,频带与频带之间采用了保护带,因而使得频谱利用率降低,为了克服这种频带浪费,OFDM采用了N个交叠的子频带每个子信道的波特率是1/T,子信道的间隔也是1/T。这时各子带之间是正交的。因而在收端无需将频谱分离即可以接收,可以证明这种正交的子载波调制可以用IFFT来实现。需要指出的是OFDM既是一种调制技术也是一种复用技术。图1给出了一个OFDM系统的原理实现框图,在系统中调制解调是使用IFFT和FFT来完成的。.1OFDM的调制原理OFDM的调制原理,见图1[3]。速率为Rbbit/s的串行比特流,经过数据编码器,每log2M个比特被映射为一个符号(M为符号空间的符号个数),从而产生速率为Rs=Rb/log2M符号/s的串行符号流,符号周期Ts=1/Rs(单位s)。将这些串行符号串并变换为N路并行符号,每一个符号调制N个正交子载波中的一个,N个调制后的子载波相加,再进行传输,然后