OFDM技术及其应用

nmn谓科技创新导报研究报告oFDM技术及其应用谭波(北京工业大学北京100124)摘要:本文介鲳了OFDM技术的发展历史和基本原理分祈了0FDM的技术优点,在此基踹上讨论了其在无线局城月城城用数字视音频广播以及下一代移动遁信领域里的应用情况,最后本文对0FDM技术发辰中的问题选行了枷关说明并预测了未来的趋关键词:0FDM原理应用中图分类号:TN91文獻标识码:A文章编号:1674-098X(2009)07(a)-0001-011OFDM技术背景成本较低,这为OFDM的广泛应用提供了了采用OFDM技术这一点我国东南大学1OFDM的发展历史技术支持和竞争优势因移动通信国家重点实验室就做了大量关于OFDM(Orthogonal Frequency Divi-OFDM技术的研究sion Multiplexing,正交频分复用)思想3OFDM的应用实例在20世纪的六七十年代就已有学者提出正是由于OFDM技术有上述优点所以4结语来,但在当时的条件下把OFDM实现出来采用OFDM作为物理层传输技术的通信标以上结合OFDM的原理及优点介绍了却不简单,无法推广使用。上世纪70年代准和商业通信系统如雨后春笋般出现。OFDM在通信领域中的几个应用,充分展Weinstein和Eber通过IDT和DT实现了3.1oFDM在无线局域网及城域网中的应用示了OFDM的魅力当然任何一项技术都快速OFDM的调制解调方法,80年代的时候近年来,随着互联网的发展和个人移不是完美无缺的,同其它的技术一样OFDM开始被用于通信领域并出现了一些动电子设备的日益普及,人们希望自己的OFDM也有一些峽点比如,要使OFDM的商业应用系统。20世纪90年代以来微电子电脑或其它电子设备能够随时以较高的數子载波的频谱相互重叠从而节省頰谱资技术特别是集成电路技术的发展为OFDM据传输率接入互联网,在这个大背景下,无源,但是,要保证在子载波的频谱相叠加的的广泛应用提供了物质基础,新的基于线局域网和城域网的应用需求日益增加。情况下仍能较好地接收就必须确保各子载OFDM技术的标准不断涌现OFDM逐渐成因此,如何使用户在复杂的传输环境下获波之间保持相互正交的关系,这会给发射为信息领域的一项关键技术得可靠且高速的数据传输就成了不同标准端的设计增加技术难度同时,由于系统发12oFDM的基本原理竞争的焦点OFDM技术凭借其优勢在无线射端的发射功率是各子载波功率的和,当在OFDM系统中,高速传输的单一信道局域网和城域网领域发挥着越来越重要的某些时刻多数或所有子信道的信号同时处中数据码流按照一定的规则分配到多个子作用。目前IEEE802.11a和IEEE802.11g于波峰或者波谷的时候就会出现叠加后的信道上实现串并转换,这样每个子信道的等无线局域网标准和IEEE802.16e无线信号功率过大,即所谓的PAPR( Peak to数据速率均低于未转换前的单一子信道。城域网标准均采用OFDM技术作为其物理 Average Power Ratio,峰值平均功率比接收端再将这些子信道分别接收,然后按层技术。现在的趋势是越来越多的无线网较高的问题从而造成发射功放的功率利照一定的规则进行并串转换合成为单路的络标准倾向干采用OFDM技术。用率较低,针对上述两个问题在OFDM的高速数据流,恢复出原数据根据信号时域3.2oFDM在数字视音频广播中的应用研究中子载波的同步问题以及如何降低多和频域的变换关系,每个子信道的信号带在上个世纪的80年代末期,OFDM技术载波信号的PAPR就成了重要的研究方向宽均比原来单一信道的信号带宽窄2就已经被应用到了DAB数字音频广播中,相信在广大科技工作者的努力下,OFDM随后OFDM又在数字视频广播中得到广泛的性能会还步提高,OFDM的应用将会遍2oFDM技术的优越性的应用。目前较有影响力地面数字电视标地开花OFDM技术与传统的通信技术相比主准是:以美国为代表的ATSC数字电视标要有以下几个方面的优越性。(1)抗多径干准、以欧洲为中心的DVB-T标准、日本的参考文献扰能力强。当信号在无线环境中传播时由1SDB方案以及由我国清华大学提出的[赵亮宽带OFDM系统研究及FPGA实于建筑物等障碍物的存在而出现通过多条DMB-T标准以上四种方案中只有ATSC现D浙江大学硕士学位论文,2006:7传播路径到达接收端的情况,不同路径经没有采用OFDM技术,不难看出,OFDM技8.过的距离不同就会产生同一个码元到达接术在数字广播中得到了非常广泛的应用。[2]樊昌信曹立娜通信原理(第六版M]收端的时间不同,这就是多径现象,它严重3.3OFDM在下一代移动通信系统中的应用国防工业出版社,2007:251-256影响了信号接收。信号频谱越宽,多径引发目前第3代(3G)移动通信系统正搞得如3]何波OFDM系统同步及自适应链路技的问题越严重,而OFDM技术将信号分成火如茶,我国三大电信运营商均获得了3G术研究D]北京邮电大学博士学位论多个子信道,每个子信道的频谱带宽较窄,运营牌照,新一轮的电信大战已经打响,但文,2006:6-8可有效地减轻多径干扰带来的影响(2)频这只是国内的公司与公司之间的竟争就谱利用率高。OFDM每个子信道的载波是在人们热衷于讨论3G的时候,很多国家已相互正交的,可以使子载波之间有部分重经开始投入大量的人力物力对下一代(4G)叠,这就大大减小了整个传输系统的带宽。移动通信系统进行研究不同的是,这场竞在频谱资源越来越宝贵的今天这一点显得争的主角是国家与国家,各国都努力争取尤为重要。(3)动态调整子信道和上下行链在下一代移动通信领域获得主动权。下路的带宽分配。OFDM信号是通过众多的代移动通信系统对数据传输性能的要求是子信道进行数据传输的,可以根据信道的在静止时达20Mbps以上,高速运动时2Mbps情况在发射端对在子信道传输的数据流量以上,要在无线通信环境中和频谱资源有大小进行实时的调整或者选择不同的子信限的情况下取得如此高的通信质量没有道来进行传输这大大适应了对信道环境OFDM的支持是很难的这就需V凵中国煤化工的适应能力,也比较容易实现对数据传输术来支撑。如果说3G的核心技中上下行链路频谱分配的控制以提高系统( Code Division Multiple AcCNMHG资源的利用率。(4)实现比较简单现在DSP址)技术的话,那4G的核心技术无疑就是技术和数字集成电路技术已经发展成熟且OFDM技术了。目前对4G的认识中都包含科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald1