超宽带mb-ofdm接收技术的研究

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1、第二章正交频分复用技术简介OFDM[71技术是一种特殊的多载波传输方案，它可以被看作是一种调制技术，也可以被看作是一种复用技术。OFDM技术具有高速数据传输能力和良好的对抗频率选择性衰落或窄带干扰，以及频谱利用率高等优点，它可以适应将来高速运动体下行数据链传输速率高、系统容量大、抗多径干扰能力强的应用需要。因此，OFDM得到越来越多国内外学者的关注。本章主要研究OFDM技术的基本原理、优缺点、以及关键技术【8】【9】等。2．1引言OFDM早起源于20世纪50年代中期，它由多载波调带1](Multi

2、CarrierModulation，MCM)发展而来。美国军方早在上世纪的50、60年代就创建了世界上第一个MCM系统，在1970年衍生出采用大规模子载波和频率重叠技术的OFDM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的各个子载波之间相互正交，采用快速傅立叶变换(FastFourierTransform，FFT)实现这种调制，在实际应用中，实时FFT设备复杂度、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都成为OFDM技术实现的制约条件。后来

3、经过大量研究和开发，终于在20世纪80年代，MCM获得了突破性的进展，大规模集成电路让FFT技术的实现不再是难以逾越的障碍，并且随着数字信号处理芯片技术的发展，格栅编码(TrellisCode)技术、软判决技术(SoftDecision)、信道自适应等技术逐渐成熟，一些其它难以实现的困难也都得到了解决。自此，OFDM走上了通信的舞台，逐步迈入高速Modern和数字移动通信的领域。20世纪90年代，OFDM开始被欧洲和澳大利亚广泛用于广播信道的宽带数据通信，数字音频广播(DAB)tlo】、数字视频频

4、广播(DVB)【ll】、高清晰度数字电视(HDlV)，无线局域网(wU州)和非对称高比特率数字用户线技术(ADSL)。其中大都利用了OFDM可以有效消除信号多径传播所造成的符号间干扰(InterSymbolInterference,ISI)的这一特征。同时，OFDM作为标准也在迅速发展。1999年通过的5GHz频段无线局域网标准IEEE802．1la，采用了OFDM调制技术，并将其作为它的物理层标准；欧洲电信标准协会(ETSI)的宽带射频接入网推出的局域网标准HyperLan2也把OFDM定为它的

5、标准调制技术；已具雏形的第四代移动通信(4G)也准备采用OFDM作为传输标准。此外，OFDM还易于结合空时编码、分集、干扰(包括ISI、InterCarderInterference,ICI)抑制以及智能天线等技术，最大限度地提高物理层信息传输的可靠性。如果再结合自适应调制、自适应编码以及动态子载波分配、动态比特分配算法等技术，可以使其性能进一步得到优化。2．2OFDM基本原理为了使数据传输没有码间干扰，符号持续时间必须比信道时延大。但是如今对于那些需要提供宽带高速率数据传输的应用来说，发送符号持

6、续时间接近甚至小于信道时延，所以码间干扰就特别严重，数字通信系统性能急剧下降，无法正常工作。信道均衡是经典的抗码问干扰技术，在许多移动通信系统中都采用了均衡技术消除码间干扰。但是如果数据速率非常高，采用单载波传输数据，往往要设计几十甚至上百个抽头的均衡器，这是硬件设计的噩梦。多载波调制的基本思想正是为了满足高速率传输和无符号间干扰奎堕叁堂堡±堂垡堡塞的需要发展起来的。多载波调制把高速传输的比特流经过串／并变换形成若干个子比特流，这样每个子比特流将具有低得多的比特速率，用这样的低比特率形成的低速率多

7、状态符号再去调制相应的子载波，就构成多个低速率符号并行发送的传输系统，每个子信道上经历的是平坦衰落。因此，每个子信道上的码间干扰很小。在接收端，用同样数量的子载波进行相干解调，获得低速率比特流，经过并／串变换恢复得到高速比特流。OFDM正是对多载波调制的一种改进，它的特点是各子载波相互正交，所以扩频调制后的频谱可以相互重叠，不但减小了子载波问的相互干扰，还大大提高了频谱利用率。此外，OFDM系统中还引入了保护问隔(Guardinterval，GI)。当保护问隔长度大于最大多径时延扩展时，可以完全消

8、除由于多径信道带来的码间干扰影响。如果采用循环前缀(CyclicPrefix，cP)作为保护问隔，还可以避免由于多径传播带来的信道问干扰。因此，OFDM系统既可以维持发送符号周期远远大于多径时延，又能够支持高速的数据业务，并且不需要复杂的信道均衡。2．2．1OFDM时频分析一个OFDM信号之内包括多个经过调制的子载波的合成信号，每个子载波都可以进行相移键控(PhaseShiftKeying,PSK)或者正交幅度调制(QuadratureAmplitudeModulation,QAM