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中小城市现代城域网的构建设计方案——OFDM在无线城域网中的应用

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T NOLO GY TR N D
城域网(Me tropolitan A re a Ne twork ),简称MA N ,宽带城域网,就是在城市范围内,以IP 和A TM 电信技术为基础,以光纤做为传媒介质,集数据、语音、视频服务为一体的高带宽、多功能、多业务接入的多媒体通信网络。

城域网能够满足政府机构、金融保险、大中学校、公司企业对高速率、高质量数据通信业务日益旺盛的需求,特别是发展起来的宽带用户对互联网访问的需求。

目前城域网是个AT M 网。

ATM 以信元为单位,并在信元中增加了可丢弃标识和优先级,且支持带宽预约,确保具有实时性要求的数据可以得到优先传送。

同时A TM 交换机简化差错控制和流控制的功能,使用具有时分交换结构和多级矩阵交换结构的硬件进行信息的存储和转发,减少节点处理延时,使得传输速率可以达到1Gbps 。

光纤是城域网的骨架。

光纤可分为传输点模数类和折射率分布类两种。

随着新的通信业务和宽带业务不断发展,用户对带宽的需求不断增加,各种高速率的宽带接入也迅速发展。

目前宽带用户接入技术主要有数字用户环路(x D S L )、光纤接入方式、同轴电缆(H F C )
和
宽带无线接入网等手段。

其中,宽带无线接入系统凭借建设速度快、运营成本低、扩展能力强,灵活性高等特点,受到运营商的青睐,宽带固定无线接入系统将是未来几年内通信市场发展的一个热点。

宽带无线接入技术的发展极为迅速。

各种微波、无线通信领域的先进手段和方法不断被引入,一方面这些技术充分利用过去应用不是很多的频率资源;另一方面它们融合了在其他通信领域成功应用的先进技术,如高阶QA M 调制、OFDM 等,以实现更大的频谱利用率、更丰富的业务接入能力、更灵活的带宽分配方法。

宽带无线接入技术发展的趋势包括:OFDM 技术开始兴起,多址方式不断充实,调制方式向多状态化发展,双工方式都可选择,同时支持电路交换与分组交换,带宽动态分配、业务接口日趋丰富。

OFDM (正交频分复用)是一种无线环境下的高速传输技术,
适合在多径传播和多普勒频移的无线移动信道中传输高速数据。

它能有效对抗多径效应,消除符号间干扰,对抗频率选择性衰落,
而
且信道利用率高。

OFDM 技术先后被欧洲数字音频广播(DAB )、欧洲数字视频广播(DV B )、HIPERLA N 和IEEE802.11无线局域网等系统采用。

OFDM 是一种高效的数据传输方式,其基本思想是在频域内将给
定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,并且各子载波并行传输。

这样,尽管总的信道是非平坦的,具有频率选择性,但是每个子信道是相对平坦的,在每个子信道上进行的是窄带传输,信号带宽小于信道的相应带宽,因此就可以大大消除信号波形间的干扰。

OFDM 相对于一般的多载波传输的不同之处是它允许子载波频谱部分重叠,只要满足子载波间相互正交,便可以从混叠的子载波上分离出数据信号。

由于OFDM 允许子载波频谱混叠,其频谱效率大大提高,因而是一种高效的调制方式。

在OFDMA 方式中,FFT 点数为2048,除去DC 和保护子载波,剩下的为有效子载波。

这些有效子载波分为多个子载波子集,每个子集
称为子信道(s ubchanne l )。

在下行链路(DL )中,一个子信道可能会对应不同的接收端,而在上行链路(UL )中,一个发送端可以占用一个或多个子信道。

表1给出了工作带宽10MHz 情况下256子载波OFDM 中的参
数。

上行和下行链路中导频子载波和数据子载波的分配不同:在下行链路中,导频子载波首先分配,剩下的为专门传送数据的子载波。

在上行链路中,有用的子载波先分为子信道,然后在每个子信道中各自分配导频子载波。

这样,在下行链路中存在着公共的导频子载波集,但在下行链路中,每个子信道包括它自己的导频子载波集。

这是必需的,因为在OFDMA 中,基站(BS )
下行链路对所有的用户站(SS )
进行广
播,但在上行链路中,每个子信道可能来自不同的SS 。

有效子载波分为固定位置的导频、不定位置的导频及数据子信道。

固定位置的导频子载波的位置保持不变,它们的位置编号属于基本固定导频集。

不定位置导频在码元中的位置每隔4个码元变换一次。

在分配了导频子信道后,剩下的有用的子载波是数据子载波。

因为不定位置的导频子载波在每个码元中中的位置变化,每4个码元重复一次,因此数据子载波的位置也相应发生变化。

IEEE802.16a 标准是针对无线城域网接入方式而提出的一种新的
空中接口标准。

这一标准采用了OFDM 技术,大大改进了非视距性,增加了传输距离,降低了运营成本。

近期芯片制造巨头英特尔公司宣布将开发支持高速无线通信标准的IEEE802.16a 芯片组,标志着这种新兴的无线接入标准被主要厂商所接受。

我们相信802.16a 会展现宽带无线通信新的前景。

中小城市现代城域网的构建设计方案
———O FDM 在无线城域网中的应用
杨
新
(四川师范大学成都学院,四川成都
611745)
[摘
要]
A TM (异步传输模式)交换采用异步时分复用技术,用户数据被组合成固定长度的分组,称为信元,并在ATM 网中分时传送。

ATM 交换支持不同的传输媒体,如双绞线、同轴电缆、单模/多模光纤,并提供不同的传输速率,可以组建不同规模的网络,如局域网(LAN )和广域网(WAN ),同时支持数据、数字化语音/图像的传输。

[关键词]A TM 网;信元;光纤;局域网(LA N );广域网(WAN )
[参考文献]
[1]鲁士文.现代通信与网络教程[M ].北京:清华大学出版社,2004.[2]宋箭.局域网组建与维护[M ].上海:上海科学普及出版社,2005.[3]李琳,姜春雨.局域网技术与应用[M ].北京:清华大学出版社
,2004.
应用科技
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E C H E。

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OFDM在未来无线通信系统中的应用分析

OFDM在未来无线通信系统中的应用分析

～４ 以抑制符号 问干扰 （Ｓ ）和载 波问干扰 （ ）。为 根 值 的 ２ 倍 。 【Ｉ Ｉ ＣＩ
了减少带外辐射 ，加快ＯＦ Ｍ信号功率谱带外部分 的 Ｄ
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（ ｊ ｗ ＭＡｘ），直 至提 议 面 向广 域 网 （ ＡＮ）的 ｗ Ｉ Ｅ０ ．０ （ ＷＡ），均采用 了Ｏ Ｄ Ｏ Ｄ Ｅ ８ ２ ２ ＭＢ Ｅ Ｆ Ｍ／ Ｆ ＭＡ 技
的大小要根 据具体 的小 区环 境 （ 室内 、室外 、宏 率分 集和 多用户分集来获得最佳 的系统性 能。ＯＦ ＣＰ ＤＭ 单 的调制与解调分别通过逆快速傅Ｓ Ｄ 变换 （ Ｆ ） Ｕｔ Ｉ Ｔ 与快 小 区 微小 区 、微 微小 区等 ）和业 务类 型 （ 播 、 Ｆ 广播 ）来优 化 ，在可靠性与有效 性之间取 得平 速傅利叶变换 （Ｆ ）来实现 ，大大降低 了设计 的复 多播／ ＦＴ 长度一 般取 为时延扩展 均方 杂度 。在Ｆ Ｔ Ｆ 后面加入保护间隔或循环前缀 （ ） ＣＰ ，可 衡 。在实际设 计 中 ，ＣＰ
实现 简单 和抗 多径干扰 能力 强等优 点 ，已越来 越受 构 。 到业界的广泛关注 。
ＯＦ Ｍ技术最 早应 用于Ｅ Ｓｌ 的数 字音频广 Ｄ Ｔ 标准
播 （ ＤＡＢ ）和数 字视频 广播 （ ＶＢ 中。在宽带 无 Ｄ ） 线接八 系统 中 ，从 面向个人 区域 网 （ ＡＮ）的ｌ Ｅ Ｐ Ｅ Ｅ
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技 术 前 沿
Ｔ ｈｎ ｌ ｇ ｏｒ ｅｃ ｏ ｏ ｙ Ｆ ｗａｒ ｓｔ ｄ Ｐｏ ｉｏｎ ｉ
OFDM技术在无线通信系统中的应用

OFDM技术在无线通信系统中的应用

联 ， 少线缆 布放 的麻烦 。 减
城 域 网和 广域 网中 的典型应用 ，并 对它们 的物理层
Ｕ ＷＢ标 准 的物 理 层技 术 目前 主要 包 括 两 大技
２９
邮 电设 计 技 术 第 ８ 期 ２００ 年 ８ 月 ７
维普资讯
日期
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李福昌： Ｆ Ｍ 技术在无线通信系统中的应用 Ｏ Ｄ
表 １ ＭＢ Ｏ Ｄ 方 案 的 部 分 参数 —ＦＭ
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点 的 Ｏ Ｄ 符 号 ；每 个 子 载 波 占用 ４ ＦＭ ＭＨ 带宽 。ＭＢ Ｏ Ｄ ｚ — Ｆ Ｍ方 案 的部分参 数
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无 线局域 网（ Ａ 提 供热 点地 区 ＷＬ Ｎ） 的 高速 无 线 数 据 接 入 ，其 典 型 代 表 是
计 工 师，要 究兴 为数 通 网 院 程 主 研 趣 字 信 络 规 阵 信号 理、字 印 术 划，列 处 数 水 技 等。
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ｔｐ ｃ Ｉ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ＤＭ ｎ Ｗ Ｐ ｓ ｒ ｃ ｈ ｙ ｉａ ｐ ｌ ｔ ｆ０Ｆ ｃ ｏ ｉ ＡＮ． Ｌ Ｗ ＡＮ．
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息 理 科 学 士 位中 邮 咨 设 关 键 词 正 交频 分 复 用 超 宽 带 无 线 局 域 网 Ｗ ｉ Ｘ 处 学 工 博 学 。讯 电 询 ＭＡ
Ｕ ＷＢ技 术用 于 民用 ，而 日本 则 于 ２ ０ ０ ６年 ８月 开放
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Ｕ ＷＢ技术 利用频 谱 极宽 的超 短脉 冲进 行通信 ，
OFDM原理及实现

OFDM原理及实现

2023-11-09•OFDM原理•OFDM实现的关键技术•OFDM系统设计目录•OFDM系统性能评估•OFDM系统应用01 OFDM原理OFDM（正交频分复用）是一种无线通信传输技术，其主要思想是将高速数据流分割为多个低速子数据流，并在多个正交子载波上并行传输。

OFDM技术可以有效抵抗多径效应和频率选择性衰落，提高频谱利用率，实现高速数据传输。

OFDM基本概念OFDM系统主要由调制器、IFFT/FFT变换器和并/串转换器等组成。

调制器负责将输入的数据符号调制到各个子载波上，IFFT/FFT变换器则进行时域/频域变换，实现子载波的并行传输，最后通过并/串转换器将数据符号转换为串行信号进行传输。

OFDM系统组成OFDM信号调制主要采用QAM（Quadrature Amplitude Modulation）等调制方式，将输入的数据符号调制到各个子载波上。

QAM是一种同时对幅度和相位进行调制的调制方式，其调制符号由幅度和相位共同表示。

OFDM信号解调需要经过串/并转换、FFT/IFFT变换、解调等步骤。

串/并转换器将接收到的串行信号转换为并行信号，然后通过FFT/IFFT变换器进行频域/时域变换，得到各个子载波上的数据符号。

最后，解调器对数据符号进行解调，恢复出原始的数据。

02 OFDM实现的关键技术IFFT和FFT算法快速傅里叶变换（FFT）算法FFT是一种高效计算离散傅里叶变换（DFT）及其逆变换的算法，用于将信号从时域转换到频域，以及从频域转换到时域。

在OFDM系统中，FFT用于接收端解调数据，而IFFT则用于发射端调制数据。

逆快速傅里叶变换（IFFT）算法IFFT是FFT的逆运算，用于将信号从频域转换到时域。

在OFDM系统中，IFFT用于将调制后的数据转换为时域信号进行发射。

为了消除多径效应和符号间干扰（ISI），OFDM系统在每个符号之间插入了一段保护间隔。

保护间隔通常为一段循环前缀，其长度与符号长度相同。

综合分析OFDM技术在各个领域的应用

综合分析OFDM技术在各个领域的应用

器。该服务器将 Ｇ Ｓ 分站 所测位 置与站 Ｐ差
７ 车载 台 ．
车载 台主要 由 Ｇ Ｓ 块 ， Ｓ Ｐ模 Ｇ Ｍ模块 ， 主 控模块 和显示 屏 、 天线 等组成 。具有 定位 、 Ｇ Ｒ／Ｍ Ｐ Ｓ Ｓ Ｓ双 向数传、 移动通话 、 警 、 报 上报 车辆情况 、 执行车辆控制、 导航 等功 能。 移动定位业务的应用范 围非常广 阔， 以
韩旭 东
从技术层 面来看 ， 四代移动通信 系统 第
将有望以 Ｏ Ｄ Ｏ ｔ ｇｎｌ ｒ ｕｎｙ ｉ — Ｆ Ｍ（ ｒ ｏｏａ Ｆｅ ｅｃ ｖ ｈ ｑ Ｄ ｉ
ｓ ｎＭｕｔ ｌ ｉｇ 为 核心技 术 ， ｉ ｌｐｅ ｎ ） ｏ ｉ ｘ 主要 理 由是
技 术不 再 陌 生
Ｏ Ｄ 正交频 分 复用 技 术 ） 一 种无 Ｆ Ｍ（ 是
视 （ Ｄ Ｖ） 无 线 城 域 网 、 线 局 域 网 Ｈ Ｔ 、 无 （ Ａ ， 至 ３ 的 Ｃ Ｍ 也 开 始 引 入 ＷＬ Ｎ） 甚 Ｇ Ｄ Ａ
于是它们 的频谱 是相互重叠 的， 这样不但减
小 了子载波问的相互干扰 ， 同时又提高了频
谱利用率 ， 图所示 。另 一 方 面 ， Ｆ Ｍ 技 如 ＯＤ 术也存在 缺陷 ： 对频率偏移和相位 噪声很敏 感； 峰值 与均值功率 比相 对较 大 ， 个 比值 这
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民用 Ｇ Ｓ服 务 提 供 的定 位 精 度 只 有 Ｐ １０ 为达 到 系统 要求 的精 度 可采 用 差 分 ０ ｍ， ＧＳ Ｐ 技术 ， 即在车辆监控／ 调度 中心增加 Ｇ Ｓ Ｐ 差分站和差分服务器。Ｇ Ｓ Ｐ 差分站利用 Ｇ Ｓ Ｐ 接收机测 得 的站点 位 置 ， Ｇ Ｓ差 分 服务 送 Ｐ
需时 日。
信道 的频 率 响应 曲线 大多 是 非 平 坦 的 ， 而 Ｏ Ｄ 技术 的主要思 想就 是在频 域 内将 给 ＦＭ 定信道分成许多正交子信道 ， 在每个子信道 上使用 一个子载波进行调制 ， 并且各子载波 并行 传 输。这样 ， 管 总 的信 道 是 非 平 坦 尽 的， 具有频率 选择性 ， 但是每 个子信 道 是相 对平坦 的 ， 在每个子信道上进行 的是窄带传 输， 信号带宽小 于信道 的相 应带 宽 ， 因此 就 可以大大 消除信 号波形 间的 干扰。 由于在 Ｏ Ｄ 系统 中各个子信道 的载波相互正 交 ， ＦＭ