OFDM技術(shù)及其應用

nmn謂科技創(chuàng )新導報研究報告oFDM技術(shù)及其應用譚波(北京工業(yè)大學(xué)北京100124)摘要:本文介鯧了OFDM技術(shù)的發(fā)展歷史和基本原理分祈了0FDM的技術(shù)優(yōu)點(diǎn),在此基踹上討論了其在無(wú)線(xiàn)局城月城城用數字視音頻廣播以及下一代移動(dòng)遁信領(lǐng)域里的應用情況,最后本文對0FDM技術(shù)發(fā)辰中的問(wèn)題選行了枷關(guān)說(shuō)明并預測了未來(lái)的趨關(guān)鍵詞:0FDM原理應用中圖分類(lèi)號:TN91文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2009)07(a)-0001-011OFDM技術(shù)背景成本較低,這為OFDM的廣泛應用提供了了采用OFDM技術(shù)這一點(diǎn)我國東南大學(xué)1OFDM的發(fā)展歷史技術(shù)支持和競爭優(yōu)勢因移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗室就做了大量關(guān)于OFDM(Orthogonal Frequency Divi-OFDM技術(shù)的研究sion Multiplexing,正交頻分復用)思想3OFDM的應用實(shí)例在20世紀的六七十年代就已有學(xué)者提出正是由于OFDM技術(shù)有上述優(yōu)點(diǎn)所以4結語(yǔ)來(lái),但在當時(shí)的條件下把OFDM實(shí)現出來(lái)采用OFDM作為物理層傳輸技術(shù)的通信標以上結合OFDM的原理及優(yōu)點(diǎn)介紹了卻不簡(jiǎn)單,無(wú)法推廣使用。上世紀70年代準和商業(yè)通信系統如雨后春筍般出現。OFDM在通信領(lǐng)域中的幾個(gè)應用,充分展Weinstein和Eber通過(guò)IDT和DT實(shí)現了3.1oFDM在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)及城域網(wǎng)中的應用示了OFDM的魅力當然任何一項技術(shù)都快速OFDM的調制解調方法,80年代的時(shí)候近年來(lái),隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和個(gè)人移不是完美無(wú)缺的,同其它的技術(shù)一樣OFDM開(kāi)始被用于通信領(lǐng)域并出現了一些動(dòng)電子設備的日益普及,人們希望自己的OFDM也有一些峽點(diǎn)比如,要使OFDM的商業(yè)應用系統。20世紀90年代以來(lái)微電子電腦或其它電子設備能夠隨時(shí)以較高的數子載波的頻譜相互重疊從而節省頰譜資技術(shù)特別是集成電路技術(shù)的發(fā)展為OFDM據傳輸率接入互聯(lián)網(wǎng),在這個(gè)大背景下,無(wú)源,但是,要保證在子載波的頻譜相疊加的的廣泛應用提供了物質(zhì)基礎,新的基于線(xiàn)局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的應用需求日益增加。情況下仍能較好地接收就必須確保各子載OFDM技術(shù)的標準不斷涌現OFDM逐漸成因此,如何使用戶(hù)在復雜的傳輸環(huán)境下獲波之間保持相互正交的關(guān)系,這會(huì )給發(fā)射為信息領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)得可靠且高速的數據傳輸就成了不同標準端的設計增加技術(shù)難度同時(shí),由于系統發(fā)12oFDM的基本原理競爭的焦點(diǎn)OFDM技術(shù)憑借其優(yōu)勢在無(wú)線(xiàn)射端的發(fā)射功率是各子載波功率的和,當在OFDM系統中,高速傳輸的單一信道局域網(wǎng)和城域網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的某些時(shí)刻多數或所有子信道的信號同時(shí)處中數據碼流按照一定的規則分配到多個(gè)子作用。目前IEEE802.11a和IEEE802.11g于波峰或者波谷的時(shí)候就會(huì )出現疊加后的信道上實(shí)現串并轉換,這樣每個(gè)子信道的等無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標準和IEEE802.16e無(wú)線(xiàn)信號功率過(guò)大,即所謂的PAPR( Peak to數據速率均低于未轉換前的單一子信道。城域網(wǎng)標準均采用OFDM技術(shù)作為其物理 Average Power Ratio,峰值平均功率比接收端再將這些子信道分別接收,然后按層技術(shù)?，F在的趨勢是越來(lái)越多的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)較高的問(wèn)題從而造成發(fā)射功放的功率利照一定的規則進(jìn)行并串轉換合成為單路的絡(luò )標準傾向干采用OFDM技術(shù)。用率較低,針對上述兩個(gè)問(wèn)題在OFDM的高速數據流,恢復出原數據根據信號時(shí)域3.2oFDM在數字視音頻廣播中的應用研究中子載波的同步問(wèn)題以及如何降低多和頻域的變換關(guān)系,每個(gè)子信道的信號帶在上個(gè)世紀的80年代末期,OFDM技術(shù)載波信號的PAPR就成了重要的研究方向寬均比原來(lái)單一信道的信號帶寬窄2就已經(jīng)被應用到了DAB數字音頻廣播中,相信在廣大科技工作者的努力下,OFDM隨后OFDM又在數字視頻廣播中得到廣泛的性能會(huì )還步提高,OFDM的應用將會(huì )遍2oFDM技術(shù)的優(yōu)越性的應用。目前較有影響力地面數字電視標地開(kāi)花OFDM技術(shù)與傳統的通信技術(shù)相比主準是:以美國為代表的ATSC數字電視標要有以下幾個(gè)方面的優(yōu)越性。(1)抗多徑干準、以歐洲為中心的DVB-T標準、日本的參考文獻擾能力強。當信號在無(wú)線(xiàn)環(huán)境中傳播時(shí)由1SDB方案以及由我國清華大學(xué)提出的[趙亮寬帶OFDM系統研究及FPGA實(shí)于建筑物等障礙物的存在而出現通過(guò)多條DMB-T標準以上四種方案中只有ATSC現D浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006:7傳播路徑到達接收端的情況,不同路徑經(jīng)沒(méi)有采用OFDM技術(shù),不難看出,OFDM技8.過(guò)的距離不同就會(huì )產(chǎn)生同一個(gè)碼元到達接術(shù)在數字廣播中得到了非常廣泛的應用。[2]樊昌信曹立娜通信原理(第六版M]收端的時(shí)間不同,這就是多徑現象,它嚴重3.3OFDM在下一代移動(dòng)通信系統中的應用國防工業(yè)出版社,2007:251-256影響了信號接收。信號頻譜越寬,多徑引發(fā)目前第3代(3G)移動(dòng)通信系統正搞得如3]何波OFDM系統同步及自適應鏈路技的問(wèn)題越嚴重,而OFDM技術(shù)將信號分成火如茶,我國三大電信運營(yíng)商均獲得了3G術(shù)研究D]北京郵電大學(xué)博士學(xué)位論多個(gè)子信道,每個(gè)子信道的頻譜帶寬較窄,運營(yíng)牌照,新一輪的電信大戰已經(jīng)打響,但文,2006:6-8可有效地減輕多徑干擾帶來(lái)的影響(2)頻這只是國內的公司與公司之間的竟爭就譜利用率高。OFDM每個(gè)子信道的載波是在人們熱衷于討論3G的時(shí)候,很多國家已相互正交的,可以使子載波之間有部分重經(jīng)開(kāi)始投入大量的人力物力對下一代(4G)疊,這就大大減小了整個(gè)傳輸系統的帶寬。移動(dòng)通信系統進(jìn)行研究不同的是,這場(chǎng)競在頻譜資源越來(lái)越寶貴的今天這一點(diǎn)顯得爭的主角是國家與國家,各國都努力爭取尤為重要。(3)動(dòng)態(tài)調整子信道和上下行鏈在下一代移動(dòng)通信領(lǐng)域獲得主動(dòng)權。下路的帶寬分配。OFDM信號是通過(guò)眾多的代移動(dòng)通信系統對數據傳輸性能的要求是子信道進(jìn)行數據傳輸的,可以根據信道的在靜止時(shí)達20Mbps以上,高速運動(dòng)時(shí)2Mbps情況在發(fā)射端對在子信道傳輸的數據流量以上,要在無(wú)線(xiàn)通信環(huán)境中和頻譜資源有大小進(jìn)行實(shí)時(shí)的調整或者選擇不同的子信限的情況下取得如此高的通信質(zhì)量沒(méi)有道來(lái)進(jìn)行傳輸這大大適應了對信道環(huán)境OFDM的支持是很難的這就需V凵中國煤化工的適應能力,也比較容易實(shí)現對數據傳輸術(shù)來(lái)支撐。如果說(shuō)3G的核心技中上下行鏈路頻譜分配的控制以提高系統( Code Division Multiple AcCNMHG資源的利用率。(4)實(shí)現比較簡(jiǎn)單現在DSP址)技術(shù)的話(huà),那4G的核心技術(shù)無(wú)疑就是技術(shù)和數字集成電路技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟且OFDM技術(shù)了。目前對4G的認識中都包含科技創(chuàng )新導報 Science and Technology Innovation Herald1