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挪动通讯体系中OFDM本领的剖判及其使用

  (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种无线情况下的高速传输技巧。紧倘使正在频域内将所给信道分成很多正交子信道,正在每个子信道上行使一个子载波举办调造,且各个子载波并行传输。OFDM十分适合于存正在多径宣扬和多普勒频移的无线转移信道中传输高速数据。能有用匹敌多径效应,毁灭ISI,匹敌频率拣选性退步,信道应用率高。OFDM可视为一种调变技巧及一种多义务技巧,为多载波(Multicar-rier)的传送式样。

  OFDM由多载波调造(MCM)开展而来。美国军方早正在上世纪的50-60年代就创筑了全国上第一个MCM体例,正在1970年衍生出采用大范围型载波和频率重叠技巧的OFDM体例。但正在此表态当长的一段工夫,OFDM迈向推行的脚步放缓。因为OFDM的各个子载波之间互相正交,采用FFT告终这种调造,但正在现实操纵中,及时傅立叶变换兴办的纷乱度、发射机和回收机振荡器的太平性以及射频功率放大器的线性请求等成分限造了OFDM技巧的告终。经由大批商量,正在20世纪80年代,MCM得到了打破性发达,大范围集成电途鼓吹了FFT技巧的告终,OFDM逐渐进入高速Modem和数字转移通讯的范围。90年代,OFDM首先被欧洲和澳大利亚渊博用于播送信道的宽带数据通讯,数字音频播送(DAB)、高超显度数字电视(HDTV)和无线局域网(WLAN)。跟着DSP芯片技巧的开展,格栅编码技巧、软判定技巧、信道自适宜技巧等成熟技巧的操纵,OFMD技巧的告终和完好指日可待。

  OFDM技巧的紧要思思是将指配的信道分成很多正交子信道,正在每个子信道前举办窄带调造和传输,信号带宽幼于信道的干系带宽。OFDM单个用户的消息流被串/并变换为多个低速度码流(100Hz-50kHz),每个码流用一条载波发送。OFDM采用跳频式样选用即使频谱混叠也能维系正交的波形,因此OFDM既有调造技巧,也有复用技巧。OFDM巩固了抗频率拣选性退步和抗窄带作梗的才力。正在单载波体例中,单个退步或作梗会导致整条链途弗成用,但正在多载波体例中,只会有一幼个人载波受影响。纠错码的操纵可能光复少少易错载波上的消息。

  OFDM承诺各载波间频率相互混叠,采用基于载波频率正交的FFT调造,因为各个载波的核心频点处没有其他载波的频谱分量,因此也许告终各个载波的正交。欠亨过许多带通滤波器来告终,而是直接正在基带治理,这也是OFDM有别于其他体例的长处之一。OFDM的回收机现实上是一组解调器,它将分歧载波搬移至零频,正在一个码元周期内积分,其他载波因为与所积分的信号正交,不会对这个积分结果爆发影响。OFDM的高数据速度与子载波的数目相闭,填补子载波数量能提升数据的传送速度。OFDM每个频带的调造手腕可能分歧,填补了体例的矫健性,OFDM实用于多用户的高矫健度、高应用率的通讯体例。

  OFDM体例对依时和频率偏移敏锐,十分是现实操纵中与FDMA、TDMA和CDMA等多址式样连系行使时,时域和频率同步显得尤为紧要。不才行链途中,基站向各个转移终端播送式发同步信号,因此下行链途同步较易告终;上行链途中,来自分歧转移终端的信号务必同步来到基站,才力保障子载波间的正交性。基站依照各转移终端发来的子载波领导消息举办时域和频域同步消息的提取,再由基站发反转移终端,以便转移终端举办同步。

  正在OFDM体例中,信道估摸器的策画紧要有两个题目:一是导频消息的拣选,因为无线信道时常是退步信道,须要陆续地对信道举办跟踪,于是导频消息也务必陆续的传送;二是信道估摸器的策画应既有较低的纷乱度又有优良的导频跟踪才力。

  为了提升数字通讯体例功能,信道编码和交叉是平凡采用的手腕。看待退步信道中的随机缺点,可能采用信道编码;看待退步信道中的突发缺点,可能采用交叉。现实操纵中,平凡同时采用信道编码和交叉来进一步刷新所有体例的功能。

  正在OFDM体例中,假如信道退步不是太深,平衡是无法再应用信道的分集性情来刷新体例功能的,由于OFDM体例本身拥有应用信道分集性情的才力,然而OFDM体例的组织却为正在子载波间举办编码供应了机遇,造成COFDM式样。

  因为OFDM信号时域上表示为N个正交子载波信号的叠加,当这N个信号适值均以峰值相加时,OFDM信号也将爆发最大峰值,该峰值功率是均匀功率的N倍。假使峰值功率产生的概率较低,但为了不失真地传输这些岑岭均功率比PAPR(Peak to Average Power Ratio)的OFDM信号,发送端对高功率放大器(HPA)的线性度请求很高且发送成果极低,回收端对前端放大器以及A/D变换器的线性度请求也很。

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