资源描述：
《OFDM关键技术及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、山西电子技术通信技术2011年第2期文章编号:16744578(2011)02006002OFDM关键技术及应用郭建英(濮阳职业技术学院,河南濮阳457000)摘要:与传统单载波技术相比,正交频分复用(OFDM)技术具有频谱利用率高和抗频率选择性衰落能力强等优点,是提高系统传输速率和可靠性的有效手段,并且随着对OFDM技术的研究逐渐完善和成熟,OFDM技术已经得到广泛应用。在此主要介绍了OFDM技术原理和关键技术,分析了OFDM技术的应用现状,展望了在下一代移动通信中的应用和研究方向。关键词:正交频分复用;峰值平均比;
2、信道估计;同步中图分类号:TN914文献标识码:A0引言果有N个子信道,OFDM符号的宽度为T,di(i=0,1,,[1]N-1)为分配给每个子信道的数据符号,fi为第i个子载波OFDM技术的提出已有近40年的历史,近年来,由于数字信号(DSP)技术的飞速发展、傅里叶变换/反变换、高速的频率,rect(t)=1,
3、t
4、T/2,则从t=ts开始的OFDM符号Modem技术等成熟技术的引入,OFDM技术作为可以高效抵可以表示为:N-1抗ISI的多载波传输技术才引起了广泛关注。目前,OFDMTs(t)=Redirectt-ts
5、-技术已经成功地被应用在非对称数字用户线(ADSL)、无线i=02本地环路(WLL)、数字音频广播、高清晰度电视(HDTV)、无iexpj2fi+(t-ts)tstts+T线局域网等系统中。随着人们对通信数据化、宽带化和移动T化的需求,人们开始集中精力开发OFDM技术在移动通信领s(t)=0tT+ts.(1)域的应用,下一代移动通信的主流技术将是OFDM技术。在同一个OFDM符号内,所有子载波都具有相同幅值和1OFDM系统原理相位,并且都包含有整数倍个周期,而且相邻子载波之间相差1个周期,从而保证了子载波之间的
6、正交性。OFDM是一种多载波传输技术,可以看做是传统频分复在接收端对第j个子载波进行解调时,用(FDM)的发展。在OFDM系统中,数据经过串并转换成N!ts+T路,在N个子载波上同时传输,由此将频率选择性信道分割1jdj=exp(-j2(t-ts))为一系列频率平坦衰落子信道,符号间干扰(ISI)区域缩小T∀tsTN-1为原来的1/N。与传统FDM技术不同的是:传统FDM系统idiexp(j2(t-ts))dt=中的各子信道之间需要保护频带,系统的频谱利用率较低。i=0TN-1ts+T而OFDM系统中的子载波在时域中相互正交
7、,频域相互重1i-jdi∀exp(j2(t-ts))dt=dj.(2)叠,不同子载波间不再需要保护间隔,最大地提高了系统频Ti=0tsT谱效率。由式中可以看出,对第j个子载波进行解调可以恢复出期望符号,而对其他子载波来说,由于在积分期间频率差别(i-j)/T可以产生整数倍个周期,所以积分结果为零。2OFDM系统关键技术由于OFDM系统中存在多个相互正交的子载波,而且输出信号是多个子信道信号的叠加,所以在OFDM系统中存在以下几方面关键技术。2.1峰均比技术图1OFDM基本模型框图图1为OFDM系统基本模型框图。在OFDM
8、系统中,首OFDM系统的弱点之一就是对峰值平均比比较敏感。先将高速输入的串行比特流进行串/并变换,转换成多路并相对于单载波系统,由于OFDM符号是多个子载波符号相加行的低速数据流,然后调制到不同的子载波上进行传输。如而成的,对于有N个子信道的OFDM系统来说,如果N路信收稿日期:2011-02-08作者简介:郭建英(1974),女,河南濮阳人,濮阳职业技术学院物理与机电工程系讲师,硕士研究生。第2期郭建英:OFDM关键技术及应用61号的相位相同时,所得的信号峰值功率为平均功率的N倍。3OFDM技术的应
9、用当这种变化范围很大的信号通过诸如功率放大器这种非线目前,OFDM技术已经在众多高速数据传输领域得到了性部件时,信号就会发生非线性失真,产生谐波,除此之外,应用。[2]还会增加A/D,D/A转换器的复杂度和准确性,因此,如数字音频广播(DAB)标准是第一个正式使用OFDM的何减小较大的PAR是OFDM系统面临的重要问题之一。[5]标准。在DAB系统中采用OFDM技术的主要原因是利用目前减小峰均值的方法可以分为三类:信号预畸变技单频网络就可以实现大区域覆盖,从而大大提高了系统的频术,编码技术和利用加干扰序列对OFDM符号进行加权处理
10、谱效率。在传统的模拟广播网中,要实现大面积覆盖必须使[3]以选择峰均比较小的符号来传输。其中,信号预畸变技术用多个发射机,这些发射机不能工作在同一频率。而OFDM是在信号被放大之前,首先对功率大于阈值的信号进行非线具有很强的抗多径干扰能力,因而使用
