移动通信技术——MIM0-OFDM研究

《移动通信技术——MIM0-OFDM研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2009年第4期《贵州电力技术》(总第118期)移动通信技术——MIM0一OFDM研究贵州大学电子科学与信息技术_T程学院魏雯[550002]摘要本文介绍了移动通信中的正交频分复用技术(OFDM)、多输人多输出系统(MIMO)技术的原理和OFDM—MIMO技术的原理及关键技术。正交频分复用，是一种多载波的调制系统，是宽带无线通信的一项重要技术，正在受到越来越多的关注；MIMO系统是目前通信领域研究与应用的热点之一；相信两者结合OFDM—MIMO技术必将成为下一代移动通信核心技术的解决方案。关键词新一代移动通信OFDMMIMO抗多径能力强、频

2、谱利用率高的优点。在移动无引言线信道中，信号从发射天线经过一个时变多径信随着移动通信技术的飞速发展，新一代移动通道到达接收天线，会产生时间选择性衰落和频率信将全面提供数据和多媒体业务，提供无所不在的选择性衰落。正交频分复用(OFDM)的基本原理服务。虽然无线通信技术一直都在不断发展，但当就是把高速的数据流通过串并变换，分配到传输前却处于一个前所未有的变革期，新兴的4G空中速率相对较低的若干个子信道中进行传输。由于接口如WiMAX、LTE、UMB、802．20、WiBRO以及下每个子信道中的符号周期会相对增加，因此可以一代PHS等等都有一个共

3、同的特点：即都是基于正减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥交频分多址接入(OFDMA)、都采用MIMO(多人多散性对系统造成的影响。并且还可以在OFDM符出)技术、都具有“扁平化架构”且均基于IP(互联号之间插入保护间隔，令保护间隔大于无线信道网协议)。的最大时延扩展，这样就可以最大限度地消除由于多径而带来的ISI。而且一般都采用循环前缀作1OFDM技术为保护间隔，从而可以避免由多径带来的ICI。图OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiple—1为加入循环前缀的OFDM系统基本模型。xing)是一种

4、特殊的频分复用。频分复用FDM技术的使用在一个世纪前就已得到应用，比如低速暑鬟目曰HH率的电报业务，就是在一个宽带信道中使用不同．_J一一一一一幸载波频率并行传输。但是，为了在接收端能够较t}=j羹l一嘉l_J声容易地分离这些信号，传统多载波系统中各载波频率要分隔得足够远，同时要采用保护频带，这些图1OFDM系统基本模型使得频谱利用率很低。再有，因为各载波都需要OFDM技术能够对抗频率选择性衰落或窄带干自己的模拟前端，使得传统多载波传输方式的复扰，可以有效地对抗信号波形间的干扰，适用于多径杂性也很高。OFDM在频域把信道分成许多正交环境和衰

5、落信道中的高速数据传输；而且信道利用子信道，各子信道间保持正交，频谱相互重叠，这率很高，这一点在频谱资源有限的无线环境中尤为样减少了子信道间于扰，提高了频谱利用率。同重要。时，在每个子信道上信号带宽小于信道带宽，虽然2MIMO技术整个信道的频率选择性是非平坦的，但对每个子信道是平坦的，大大减少了符号间干扰。此外，通MIMO技术就是利用多天线来抑制信道衰落。过在OFDM中添加循环前缀可增加其抗多径衰落它在发送端和接收端使用多天线同时发送和接受信的能力。由于OFDM把整个信道分成相互正交的号，若各发送、接收天线之间的信道冲激响应独立的子信道，因

6、此抗窄带干扰能力很强，因为这些干扰话，就构成了多个并行的空间信道。MIMO能够在仅仅影响到一部分子信道。正是由于OFDM具有不增加带宽的情况下成倍的提高通信系统的容量，．57．2009年第4期《贵州电力技术》(总第118期)是无线通信的重大突破。目前提出的MIMO系统模(M，N)为M、N中较小者。可见当功率和带宽一定型可以分三类：射线追踪模型、散射模型和相关时，系统的最大容量随最小天线数的增加而线性增模型。加。也就是说在不增加带宽和天线发送功率的情况／、下，频谱利用率可以成倍的提高。MIMO技术除了c()R可以提高系统容量外，还可以提高信道

7、的可靠性，降低误码率。3MIMO—OFDM技术发射接受图2MIMO系统原理图3．1MIMO—OFDM系统组合的必要性图2所示为MIMO系统原理图，其中S¨¨为传在未来宽带无限通信系统中，存在两个最严峻输的信息流，为发送信息子流，Ci(k)为接受信息的挑战：一个是多径衰落信道；另一个是带宽效应。子流。传输信息流经空时编码形成N个信息子流OFDM技术通过将频率选择性多径衰落信道在频域(i_1，2，⋯)，信息子流经N副天线发送出去，经内转换为平坦信道，减小了多径衰落的影响。而信道后由M个接收天线接收；接收天线将这些子MIMO技术能在不增加带宽的情

8、况下增加频谱效流分开并解码实现最佳处理。N个信息子流同时率。这样，MIMO和OFDM的结合能够达到两种效发送，所有信号占用同一频带并没有增加带宽。果：一种是系统会具备很高的传输速