nmn謂科技創(chuàng)新導(dǎo)報研究報告oFDM技術(shù)及其應(yīng)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線局城月城城用數(shù)字視音頻廣播以及下一代移動遁信領(lǐng)域里的應(yīng)用情況,最后本文對0FDM技術(shù)發(fā)辰中的問題選行了枷關(guān)說明并預(yù)測了未來的趨關(guān)鍵詞:0FDM原理應(yīng)用中圖分類號:TN91文獻(xiàn)標(biāo)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(yīng)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)勢因移動通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(fù)用)思想3OFDM的應(yīng)用實(shí)例在20世紀(jì)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(jié)語來,但在當(dāng)時的條件下把OFDM實(shí)現(xiàn)出來采用OFDM作為物理層傳輸技術(shù)的通信標(biāo)以上結(jié)合OFDM的原理及優(yōu)點(diǎn)介紹了卻不簡單,無法推廣使用。上世紀(jì)70年代準(zhǔn)和商業(yè)通信系統(tǒng)如雨后春筍般出現(xiàn)。OFDM在通信領(lǐng)域中的幾個應(yīng)用,充分展Weinstein和Eber通過IDT和DT實(shí)現(xiàn)了3.1oFDM在無線局域網(wǎng)及城域網(wǎng)中的應(yīng)用示了OFDM的魅力當(dāng)然任何一項(xiàng)技術(shù)都快速OFDM的調(diào)制解調(diào)方法,80年代的時候近年來,隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和個人移不是完美無缺的,同其它的技術(shù)一樣OFDM開始被用于通信領(lǐng)域并出現(xiàn)了一些動電子設(shè)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(yīng)用系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代以來微電子電腦或其它電子設(shè)備能夠隨時以較高的數(shù)子載波的頻譜相互重疊從而節(jié)省頰譜資技術(shù)特別是集成電路技術(shù)的發(fā)展為OFDM據(jù)傳輸率接入互聯(lián)網(wǎng),在這個大背景下,無源,但是,要保證在子載波的頻譜相疊加的的廣泛應(yīng)用提供了物質(zhì)基礎(chǔ),新的基于線局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)不斷涌現(xiàn)OFDM逐漸成因此,如何使用戶在復(fù)雜的傳輸環(huán)境下獲波之間保持相互正交的關(guān)系,這會給發(fā)射為信息領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)得可靠且高速的數(shù)據(jù)傳輸就成了不同標(biāo)準(zhǔn)端的設(shè)計增加技術(shù)難度同時,由于系統(tǒng)發(fā)12oFDM的基本原理競爭的焦點(diǎn)OFDM技術(shù)憑借其優(yōu)勢在無線射端的發(fā)射功率是各子載波功率的和,當(dāng)在OFDM系統(tǒng)中,高速傳輸?shù)膯我恍诺谰钟蚓W(wǎng)和城域網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的某些時刻多數(shù)或所有子信道的信號同時處中數(shù)據(jù)碼流按照一定的規(guī)則分配到多個子作用。目前IEEE802.11a和IEEE802.11g于波峰或者波谷的時候就會出現(xiàn)疊加后的信道上實(shí)現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換,這樣每個子信道的等無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和IEEE802.16e無線信號功率過大,即所謂的PAPR( Peak to數(shù)據(jù)速率均低于未轉(zhuǎn)換前的單一子信道。城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)在的趨勢是越來越多的無線網(wǎng)較高的問題從而造成發(fā)射功放的功率利照一定的規(guī)則進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換合成為單路的絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)傾向干采用OFDM技術(shù)。用率較低,針對上述兩個問題在OFDM的高速數(shù)據(jù)流,恢復(fù)出原數(shù)據(jù)根據(jù)信號時域3.2oFDM在數(shù)字視音頻廣播中的應(yīng)用研究中子載波的同步問題以及如何降低多和頻域的變換關(guān)系,每個子信道的信號帶在上個世紀(jì)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?qū)捑仍瓉韱我恍诺赖男盘枎捳?就已經(jīng)被應(yīng)用到了DAB數(shù)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(shù)字視頻廣播中得到廣泛的性能會還步提高,OFDM的應(yīng)用將會遍2oFDM技術(shù)的優(yōu)越性的應(yīng)用。目前較有影響力地面數(shù)字電視標(biāo)地開花OFDM技術(shù)與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比主準(zhǔn)是:以美國為代表的ATSC數(shù)字電視標(biāo)要有以下幾個方面的優(yōu)越性。(1)抗多徑干準(zhǔn)、以歐洲為中心的DVB-T標(biāo)準(zhǔn)、日本的參考文獻(xiàn)擾能力強(qiáng)。當(dāng)信號在無線環(huán)境中傳播時由1SDB方案以及由我國清華大學(xué)提出的[趙亮寬帶OFDM系統(tǒng)研究及FPGA實(shí)于建筑物等障礙物的存在而出現(xiàn)通過多條DMB-T標(biāo)準(zhǔn)以上四種方案中只有ATSC現(xiàn)D浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006:7傳播路徑到達(dá)接收端的情況,不同路徑經(jīng)沒有采用OFDM技術(shù),不難看出,OFDM技8.過的距離不同就會產(chǎn)生同一個碼元到達(dá)接術(shù)在數(shù)字廣播中得到了非常廣泛的應(yīng)用。[2]樊昌信曹立娜通信原理(第六版M]收端的時間不同,這就是多徑現(xiàn)象,它嚴(yán)重3.3OFDM在下一代移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)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)移動通信系統(tǒng)正搞得如3]何波OFDM系統(tǒng)同步及自適應(yīng)鏈路技的問題越嚴(yán)重,而OFDM技術(shù)將信號分成火如茶,我國三大電信運(yùn)營商均獲得了3G術(shù)研究D]北京郵電大學(xué)博士學(xué)位論多個子信道,每個子信道的頻譜帶寬較窄,運(yùn)營牌照,新一輪的電信大戰(zhàn)已經(jīng)打響,但文,2006:6-8可有效地減輕多徑干擾帶來的影響(2)頻這只是國內(nèi)的公司與公司之間的竟?fàn)幘妥V利用率高。OFDM每個子信道的載波是在人們熱衷于討論3G的時候,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傳輸系統(tǒng)的帶寬。移動通信系統(tǒng)進(jìn)行研究不同的是,這場競在頻譜資源越來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)動態(tài)調(diào)整子信道和上下行鏈在下一代移動通信領(lǐng)域獲得主動權(quán)。下路的帶寬分配。OFDM信號是通過眾多的代移動通信系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸性能的要求是子信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?可以根據(jù)信道的在靜止時達(dá)20Mbps以上,高速運(yùn)動時2Mbps情況在發(fā)射端對在子信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量以上,要在無線通信環(huán)境中和頻譜資源有大小進(jìn)行實(shí)時的調(diào)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)量沒有道來進(jìn)行傳輸這大大適應(yīng)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(yīng)能力,也比較容易實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)傳輸術(shù)來支撐。如果說3G的核心技中上下行鏈路頻譜分配的控制以提高系統(tǒng)( Code Division Multiple AcCNMHG資源的利用率。(4)實(shí)現(xiàn)比較簡單現(xiàn)在DSP址)技術(shù)的話,那4G的核心技術(shù)無疑就是技術(shù)和數(shù)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(rèn)識中都包含科技創(chuàng)新導(dǎo)報 Science and Technology Innovation Herald1