频分复用(OFDM)系统的原理
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OFDM系统的信道估计和信号均衡技术的研究一、本文概述正交频分复用(OFDM)技术是现代无线通信系统中广泛使用的一种高效调制技术,它通过将高速数据流分割成多个较低速度的子数据流,并在多个正交子载波上并行传输,从而实现了在复杂和多径环境中高速数据传输的能力。
然而,这种并行传输方式也使得OFDM系统对信道失真和干扰非常敏感,因此,信道估计和信号均衡技术成为提高OFDM系统性能的关键。
本文旨在全面深入地研究OFDM系统中的信道估计和信号均衡技术,包括其基本原理、算法实现以及在实际系统中的应用。
我们将首先概述信道估计和信号均衡的基本概念和原理,分析它们对OFDM系统性能的影响。
然后,我们将详细介绍几种常用的信道估计和信号均衡算法,包括最小均方误差(MMSE)估计、最大似然(ML)估计、线性均衡和非线性均衡等,并比较它们的性能和复杂度。
本文还将探讨信道估计和信号均衡技术在不同应用场景中的优化方法,例如,在高速移动环境、多输入多输出(MIMO)系统以及认知无线电系统中的应用。
我们将通过理论分析和仿真实验,评估这些优化方法在不同场景下的性能,并提出可能的改进方案。
本文将总结信道估计和信号均衡技术在OFDM系统中的重要性和挑战,展望未来的研究方向和应用前景。
我们希望通过本文的研究,能够为OFDM系统的性能提升和实际应用提供有益的理论支持和实践指导。
二、OFDM系统基本原理正交频分复用(OFDM)是一种无线通信技术,它将高速数据流分割成多个较低速度的子数据流,然后在多个正交子载波上并行传输。
这种技术结合了频率分集和多路复用,显著提高了频谱利用率,增强了系统对多径干扰和频率选择性衰减的鲁棒性。
OFDM的基本原理在于,通过快速傅里叶变换(FFT)将频域信号转换为时域信号,然后在时域中插入循环前缀(CP),以减少多径干扰产生的干扰。
每个子载波上的数据符号都是经过调制的,可以独立地进行检测和解码,从而实现了子载波之间的正交性。
无线wifi的信道复用方式无线WIFI的信道复用方式主要包括以下几种:1.频分复用(FDM):频分复用是将无线信号分成多个子信道,每个子信道可以承载不同的数据流。
在WIFI系统中,802.11a和802.11g采用了OFDM(正交频分复用)技术,将射频信号分成52个子信道,从而实现多个数据流的复用。
2.时分复用(TDM):时分复用是将时间分成若干个时间段,每个时间段可以分配给不同的用户使用。
在WIFI系统中,采用多路复用技术,如CDMA(码分多路复用)和OFDM(正交频分复用),在同一频段上实现多个用户的同时传输。
3.码分复用(CDM):码分复用是利用不同的编码方式将多个数据流分开,从而实现多路复用。
在WIFI系统中,采用CCK(互补编码)和QPSK(正交相移键控)等编码方式来实现多路复用。
4.空间复用:空间复用是通过多个天线或信号传输路径来实现多路复用。
在WIFI系统中,采用MIMO(多输入多输出)技术,通过多个天线同时发送和接收多个数据流,提高系统容量和覆盖范围。
5.动态信道分配(DCA):动态信道分配是一种自适应信道分配策略,根据无线环境的变化,动态地分配信道给各个接入点。
DCA技术可以有效避免信道干扰,提高系统性能。
6.信道捆绑(CB):信道捆绑是将多个相邻的信道绑定在一起,提高整体传输速率。
在802.11n协议中,采用频道捆绑技术,将多个5GHz信道捆绑在一起,实现更高的数据传输速率。
综上所述,无线WIFI的信道复用方式主要包括频分复用、时分复用、码分复用、空间复用、动态信道分配和信道捆绑等技术。
这些复用技术在WIFI系统中相互配合,实现多个用户的同时传输,提高系统容量和覆盖范围,满足日益增长的无线通信需求。
LTE多址技术的工作原理
LTE的多址技术主要采用了正交频分复用(OFDM)和正交码分多址(OFDMA)两种技术。
1. 正交频分复用(OFDM):OFDM是一种将数据分割成多个低速子载波进行传输的技术。
它利用了频谱上的正交性,使得相邻子载波的频谱不会相互干扰。
OFDM将高速数据流分割成多个较低速的子载波,每个子载波上的数据信号通过时钟同步方式进行传输,这样可以提高信号的可靠性和抗干扰能力。
2. 正交码分多址(OFDMA):OFDMA是一种多用户接入技术,它可以同时为多个用户提供服务。
在OFDMA中,每个用户被分配一组正交的子载波作为通信信道,每个用户的子载波都可以独立调制和解调数据。
由于各个用户的子载波之间是正交的,所以彼此之间不会产生互相干扰。
OFDMA可以根据用户的需求动态分配不同数量的子载波给不同的用户,以实现灵活的资源分配和高效的频谱利用。
综合以上两点,LTE使用OFDM技术将频谱分割成小的子载波,然后采用OFDMA技术为多个用户分配不同的子载波,从而实现了多用户同时传输的功能。
这样可以提高系统的容量和频谱利用率,满足更多用户的需求。
同时,LTE还结合了其他的技术,如调制编码、自适应传输等,来进一步提高系统的性能和效率。
正交频分复用(OFDM)原理及其实现高建勤熊淑华(四川大学电子信息学院成都610064 )摘要本文介绍了正交频分复用(OFDM)技术的基本原理,讨论了OFDM系统的实现方法,并简要分析了OFDM系统的性能特点。
关键词正交频分复用(OFDM)调制解调The Fundamental and Implementation of OFDMGao Jianqin Xiong Shuhua(College of Electronics & Information Engineering, Sichuan University, Chengdu 610064 ) Abstract:In this paper, the principle of OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) is firstly introduced, and then its methods to implement are discussed. Finally, the performance properties of OFDM system are given briefly.Key words:Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) Modulation Demodulation 1.引言在现代通信系统中,如何高速和可靠地传输信息成为人们关注的一个焦点。
虽然现在数据传输理论和实践已经取得了相当大的进展,但是随着通信的发展,特别是无线通信业务的增长,可以利用的频率资源日趋紧张。
OFDM调制技术的出现为实现高效的抗干扰调制技术和提高频带利用率开辟了一条的新路径。
OFDM调制技术的应用可以追溯到二十世纪60年代,主要用于军用的高频通信系统,也曾被考虑应用于高速调制解调器。
目前OFDM技术已经被广泛应用于广播式的音频和视频领域和民用通信系统中,主要的应用包括:非对称的数字用户环路(ADSL)、ETSI标准的数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)、高清晰度电视(HDTV)、无线局域网(WLAN)等。
ofdm子载波数
OFDM(正交频分复用)是一种多载波调制技术,将高速数据
流分成多个低速子载波进行传输。OFDM的子载波数是指在一个
OFDM系统中所使用的子载波的数量。
子载波数取决于系统的需求和设计参数。在实际应用中,子
载波数可以根据带宽、数据速率、信道条件等因素来确定。通常
情况下,子载波数是一个2的幂次方,以便更好地利用离散傅里
叶变换(DFT)的性质。
在无线通信中,常见的OFDM系统如Wi-Fi(IEEE 802.11)
和LTE(Long Term Evolution)等,它们的子载波数可以是几
十个到上百个不等,具体取决于系统的配置和需求。例如,Wi-Fi
的子载波数可以是48个或52个,而LTE的子载波数可以是大约
600个。
总之,OFDM的子载波数是根据具体的应用和系统设计来确
定的,并且可以根据需求进行配置和调整。
1.实验目的学习理解OFDM的原理与机制,通过实验加深对OFDM流程的认知,并通过MATLAB代码编程,初步掌握简单的OFDM仿真。
2.实验原理OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing),即正交频分复用技术,其为多载波调制的一种,也是目前广泛应用的一种调制技术。
OFDM主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。
正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开,这样可以减少子信道之间的相互干扰(ISI)。
由于子载波正交特性,OFDM的频谱利用率相对于普通的频分复用(FDM)技术,有着更高的频谱利用率,如下图所示图1 OFDM和FDM频谱图可以看到,OFDM存在频谱交叠,但是正交的子载波使得这种交叠的影响可以消除,从而从理论上说能够比FDM提升至少50%的频谱利用率。
一般的OFDM系统基本模型,可以如图2所示:图2 OFDM 基本模型图设OFDM 系统包含N 个子载波,各子载波频率为f i ,则一个OFDM 符号复数基带下可以表示为:120()-==∑i N j f t i i s t d e π (2.1)d i 为第i 个子载波上调制的数据,例如可以为QAM 和QPSK 信号等。
经过推论,为了保证子载波间正交性,各子载波频率间隔应为1T的整数倍,T 为OFDM 符号周期,则最小间隔即取1T ,且常取子载波频率f i =i T。
一个周期T 内进行N 点采样得到的离散OFDM 符号即可表达如下式:120()-==∑in N j N i i s n d eπ (2.2)由该表达式可以看出,OFDM 调制与IFFT 有很大的相似处,故可以采用IFFT 来进行实现。
3.实验内容本次实验在离散域进行一个简单的OFDM 调制实现,基本框架如下图所示:图3 实验基本框图实验中一些参数设置如下:子载波个数1024,采用4QAM星座映射调制,信噪比SNR范围设置为0-10dB,间隔大小为1dB,每个信噪比下蒙特卡洛循环100次。
浅解OFDM(正交频分复用)通信技术[摘要]OFDM的全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing,意为正交频分复用。
OFDM通信技术是多载波传输技术的典型代表。
OFDM是多载波传输方案的实现方式之一,利用快速傅里叶逆变换(IFFY,Inverse Fast Fourier Transform)和快速傅里叶变换(FFr,Fast Fourier Transform)来分别实现调制和解调,是实现复杂度最低、应用最广的一种多载波传输方案。
本文介绍了OFDM 通信技术基本原理和实现,分析了其优缺点,并对关键技术进行了分析。
[关键词]OFDM;正交频分复用;多载波;快速傅里叶变换(FFT)1OFDM基本原理OFDM是一种无线环境下的高速传输技术,该技术的基本原理是将高速串行数据变换成多路相对低速的并行数据并对不同的载波进行调制。
这种并行传输体制大大扩展了符号的脉冲宽度,提高了抗多径衰落的性能。
传统的频分复用方法中各个子载波的频谱是互不重叠的,需要使用大量的发送滤波器和接受滤波器,这样就大大增加了系统的复杂度和成本。
同时,为了减小各个子载波间的相互串扰,各子载波间必须保持足够的频率间隔,这样会降低系统的频率利用率。
而现代OFDM系统采用数字信号处理技术,各子载波的产生和接收都由数字信号处理算法完成,极大地简化了系统的结构。
同时为了提高频谱利用率,使各子载波上的频谱相互重叠(如图1所示),但这些频谱在整个符号周期内满足正交性,从而保证接收端能够不失真地复原信号。
当传输信道中出现多径传播时,接收子载波间的正交性就会被破坏,使得每个子载波上的前后传输符号间以及各个子载波间发生相互干扰。
为解决这个问题,在每个OFDM传输信号前面插入一个保护间隔,它是由OFDM信号进行周期扩展得到的。
只要多径时延不超过保护间隔,子载波间的正交性就不会被破坏。
2OFDM系统的实现由上面的原理分析可知,若要实现OFDM,需要利用一组正交的信号作为子载波。
python实现的ofdm通信算法的代码全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:OFDM(正交频分复用)是一种在通信系统中常用的调制技朧,通常用于支持高速数据传输和抵抗多径干扰的传输。
在本文中,我们将讨论如何使用Python来实现一个简单的OFDM通信算法。
让我们来了解一下OFDM的基本原理。
OFDM是通过将频带分成多个窄带子载波来传输数据的一种技朧。
每个子载波都可以独立传输数据,并且它们之间是正交的,这意味着它们之间互相不干扰。
这使得OFDM能够支持高速数据传输,同时还能够有效抵抗多径传输中的干扰。
在这里,我们将使用Python来实现一个简单的OFDM通信系统。
我们需要安装一个用于数字信号处理的Python库,比如NumPy和SciPy。
接下来,我们定义一些基本参数,比如子载波数量、每个子载波的频率间隔和符号持续时间。
```pythonimport numpy as npimport scipy.signal as signal# 参数定义n_subcarriers = 64 # 子载波数量subcarrier_spacing = 15e3 # 子载波频率间隔(15kHz)symbol_duration = 1e-3 # 符号持续时间(1ms)```接下来,我们创建一个函数来生成OFDM信号。
在这个函数中,我们首先生成随机的调制符号,并将它们映射到各个子载波上。
然后,我们通过将所有子载波上的信号叠加在一起来生成OFDM信号。
```pythondef generate_ofdm_signal():# 生成随机的调制符号symbols = np.random.randint(0, 4, n_subcarriers)# 将调制符号映射到子载波上modulated_symbols = np.array([symbol_mapping[s] for s in symbols])# 将所有子载波上的信号叠加在一起ofdm_signal = np.sum(modulated_symbols)return ofdm_signal```我们可以通过调用这个函数来生成一个OFDM信号,并通过传输通道进行传输和接收。
OFDM完整仿真过程及解释(MATLAB)OFDM(正交频分复用)是一种多载波调制技术,在无线通信系统中得到广泛应用。
其基本原理是将高速数据流分成多个较低速的子载波,使得每个子载波的传输速率降低,从而提高了系统的可靠性和抗干扰性能。
以下是OFDM的完整仿真过程及解释。
1. 生成数据:首先,在MATLAB中生成需要传输的二进制数据,可以使用随机数生成函数randi(生成0和1的二进制序列。
2.编码:将生成的二进制数据进行编码,例如使用卷积码、块码等编码方式。
编码可以提高数据传输的可靠性,对抗信道中的噪声和干扰。
3.映射:将编码后的数据映射到调制符号,例如使用QPSK、16-QAM 等调制方式。
调制方式决定了每个符号所携带的比特数,不同调制方式具有不同的抗噪声和传输速率性能。
4.并行-串行转换:将映射后的调制符号进行并行-串行转换,将多个并行的调制符号转换为串行的数据流。
这是OFDM的关键步骤,将高速数据流分成多个较低速的子载波。
5. 添加保护间隔:为了消除多径传播引起的码间干扰,需要在串行数据流中插入保护间隔(Guard Interval),通常是循环前缀。
保护间隔使得子载波之间相互正交,从而避免了码间干扰。
6.IFFT:对添加保护间隔后的数据进行反快速傅里叶变换(IFFT),将时域信号转换为频域信号。
IFFT操作将子载波映射到频域,每个子载波代表系统的一个子信道。
7.添加导频:在OFDM符号的频域信号中添加导频,用于估计信道的频率响应和相位差。
导频通常位于频谱的首尾或者分布在整个频谱中,用于信道估计和均衡。
8.加载子载波:将导频和数据子载波合并,形成完整的OFDM符号。
数据子载波携带着编码后的数据,导频子载波用于信道估计。
9.加性高斯白噪声(AWGN)信道:将OFDM符号通过加性高斯白噪声信道进行传输。
AWGN信道是一种理想化的信道模型,可以模拟实际信道中的噪声和干扰。
10.解调:接收端对接收到的OFDM符号进行解调,包括载波恢复、频偏补偿、信道估计和均衡等操作。
ofdm子载波主要调制方式OFDM(正交频分复用)是一种多载波调制技术,其主要调制方式是将数据分成多个子载波进行调制传输。
OFDM技术的主要优势在于能够有效地抵抗多径衰落和频率选择性衰落,提高系统的抗干扰能力和频谱利用效率。
在OFDM系统中,数据被分为多个子载波进行传输。
每个子载波都是正交的,即它们之间的互相干扰较小。
这是因为OFDM系统中的每个子载波都是在不同的频率上传输数据,互相之间没有重叠。
通过这种方式,OFDM技术能够有效地克服频率选择性衰落,提高系统的传输可靠性。
OFDM系统中,子载波的调制方式可以根据不同的需求选择。
常见的调制方式有相位移键控(PSK),振幅移键控(ASK)和正交振幅调制(QAM)等。
这些调制方式可以根据传输信道的要求来选择,以达到更好的传输效果。
PSK调制方式是指在每个子载波上改变相位来传输数据。
相位的改变可以代表不同的信息比特,从而实现数据的传输。
PSK调制方式简单高效,适用于高速传输场景。
ASK调制方式是指在每个子载波上改变振幅来传输数据。
振幅的改变可以代表不同的信息比特,从而实现数据的传输。
ASK调制方式适用于信噪比较高的传输场景。
QAM调制方式是指在每个子载波上同时改变相位和振幅来传输数据。
相位和振幅的改变可以组合成不同的符号,每个符号代表多个信息比特,从而实现更高的传输速率。
QAM调制方式适用于高速传输和高频带利用率的场景。
除了不同的调制方式,OFDM系统还可以通过改变子载波的数量和间隔来调整传输性能。
增加子载波的数量可以提高系统的传输容量,但也会增加系统的复杂度。
减小子载波的间隔可以提高系统的频谱利用率,但也会增加系统的抗多径衰落能力。
OFDM技术是一种基于多载波调制的传输技术,其主要调制方式可以根据不同的需求选择。
通过选择合适的调制方式和调整子载波参数,OFDM系统能够提高传输可靠性和频谱利用效率,适用于各种不同的通信场景。
ofdm 采样定理(实用版)目录1.OFDM 采样定理概述2.OFDM 采样定理的推导3.OFDM 采样定理的应用4.总结正文1.OFDM 采样定理概述OFDM(正交频分复用)是一种广泛应用于数字通信系统的多载波调制技术。
在 OFDM 系统中,数据流经过一系列的离散傅里叶变换(DFT)和逆离散傅里叶变换(IDFT)操作,将频谱展宽,从而降低子载波之间的相互干扰。
OFDM 采样定理是 OFDM 系统中一个重要的理论基础,它为采样频率和子载波间隔的确定提供了依据。
2.OFDM 采样定理的推导OFDM 采样定理的推导基于奈奎斯特定理。
奈奎斯特定理指出,为了使信号在频域上无失真地恢复,采样频率必须大于信号中最高频率的两倍。
在 OFDM 系统中,信号的最高频率取决于子载波的数量和间隔。
设子载波间隔为Δf,子载波数量为 N,则最高频率为 f_max = NΔf。
根据奈奎斯特定理,采样频率 f_s 应满足:f_s ≥ 2f_max即:f_s ≥ 2NΔf3.OFDM 采样定理的应用OFDM 采样定理在实际应用中具有重要意义。
根据该定理,我们可以合理地选择采样频率和子载波间隔,以降低子载波之间的相互干扰,提高系统性能。
此外,OFDM 采样定理还可以指导我们设计和分析 OFDM 系统的性能,为优化和改进系统提供理论依据。
4.总结OFDM 采样定理是 OFDM 系统中一个重要的理论基础,它为采样频率和子载波间隔的确定提供了依据。
根据该定理,我们可以合理地选择采样频率和子载波间隔,以降低子载波之间的相互干扰,提高系统性能。
第二章OFDM系统的基本介绍 (5)2.1OFDM的基本原理 (5)2.1.1 OFDM的产生和发展 (6)2.1.2 DFT的实现 (7)2.1.3 保护间隔、循环前缀和子载波数的选择 (8)2.1.4 子载波调制与解调 (10)2.2OFDM系统的优缺点 (11)2.3OFDM系统的关键技术 (11)第三章OFDM系统仿真实现 (13)3.1OFDM信号的时域及频域波形 (13)3.2带外功率辐射以及加窗技术 (15)3.3在不同信道环境和系统不同实现方式下的仿真 (18)3.3.1 调制与解调 (18)3.3.2 不同信道环境下的系统仿真实现 (20)3.3.3 系统不同实现方式的仿真实现 (22)第四章OFDM系统的仿真结果及性能分析 (23)4.1不同信道环境下的误码特性 (23)4.2不同系统实现方式下的误码特性 .........................................................................................OFDM作为一种可以有效对抗ISI的高速传输技术,引起了广泛关注第二:对传统的频分复用(FDM)系统而言,传播的信号需要在两个信道之间存在较大的频率间隔即保护带宽来防止干扰,这降低了全部的频谱利用率;然而应用OFDM 的子载波正交复用技术大大减少了保护带宽,提高了频谱利用率。
如图2-1。
在早期时候,正交频分复用(OFDM)系统中,各子载波采用正交滤波器将信道分成多个子信道,但要用很多的滤波器,尤其是当路数增多的时候。
1971年,Weinstein及Ebert等将DFT 应用在多载波传输系统中,从而很方便地实现了多路信号的复合和分解。
OFDM系统的一个重要优点就是可以利用快速傅立叶变换实现调制和解调,从而大大简化系统实现的复杂度。
图 2-1 FDM 与OFDM 带宽利用率的比较接收端进行发送端相反的操作,将RF 信号与基带信号进行混频处理,并用FFT 变换分解频域信号,子载波的幅度和相位被采集出来并转换回数字信号。
On wireless communication,the high rate and high quality of communication service are required to offer,and OFDM h as the advantage of the high bandwidth efficiency and strong anti-multipath ability ,so OFDM receives widespread atte ntion in recent years. OFDM is actually one kind of multi-carrier modulation .and the main idea of OFDM is Channel will be divided into several subchannels orthogonal,and then turn High-speed data signals into parallel low-speed data-f low , modulation in each of the subchannels on transmission.The design is the use of MATLAB design a structured, modular, graphical simulation software. To provide simulation platform for OFDM technology. OFDM is required to complete the simulation modeling. The major signal mapping, m odulation, and other sub-module . Signal mapping module which is based on the corresponding modulation encoding ea ch bit Table Group into a plural . After string and the conversion of binary data , Road map on each divided into two gr oups a bit, By map the QAM constellation into plural. By using look-up table method QAM constellation is mapped. Q AM constellation is drawn. And modulation or demodulation module can be used to achieve IFFT or FFT . OFDM syst ems are used more coherent demodulation. When receiver data is demodulation, Channel estimation need to correct by the frequency selective fading and sub-carrier frequency offset the random phase shift and the magnitude of the decline. Otherwise, the bit error rate performance is very difficult to achieve practical requirements. Channel estimation is used LMS channel estimation algorithm. Finally additive white Gaussian noise channels of signal-to-noise ratio (SNR) - biterror curves is drawn.KEY WORDS wireless communication, multicarrier modulation, OFDM, Channel Estimation目录摘要 IABSTRACT II第一章绪论 11.1正交频分复用(OFDM)的来源 11.2 正交频分复用(OFDM)的研究背景 11.2.1 无线通信的发展 11.2.2 第4代(4G)无线通信系统 21.3正交频分复用(OFDM)的意义 21.3.1正交频分复用(OFDM)的优点 21.3.2 正交频分复用(OFDM)的不足之处 41.4 多载波技术的发展 4第二章频分复用(OFDM)系统的原理 62.1 多载波调制基础 62.2 频分复用(OFDM)系统的技术原理 62.2.1 OFDM的基本原理 72.2.2 信号映射(mapping) 72.2.3 OFDM系统的数学模型 112.2.4 用DFT实现OFDM的调制与解调 142.2.5 FFT/IFFT 142.2.6保护间隔和循环前缀 152.2.7 交织 172.2.8 OFDM的同步技术 172.2.9 OFDM系统的重要参数设计 18第三章 OFDM系统的仿真设计 203.1 OFDM的MATLAB仿真 203.1.1 MATLAB语言简介 203.1.2 正交频分复用(OFDM)仿真系统说明 213.1.3 仿真程序说明 233.1.4 调试过程和结果分析 33第四章结束语 354.1总结 354.2不足与展望 35致谢 37参考文献 38摘要在无线移动通信中,要求提供高速率和高质量的通信服务,而正交频分复用(OFDM)因具有频带利用率高和抗多径能力强等优点,近年受到广泛的重视。
OFDM(正交频分复用)技术实际上是多载波调制的一种。
其主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。
本设计是利用MATLAB设计一种结构化,模块化,图形化的仿真软件,为OFDM技术的研究提供仿真平台。
要求完成OFDM的仿真建模,主要完成信号映射,调制等子模块的演示。
其中信号映射模块主要是根据相应的调制编码表把每个比特组转换成一个复数。
经过串/并转换的二进制数据,每一路按映射方式分为2比特一组,按QAM的星座图映射成复数。
而调制/解调子模块可以用IFFT/FFT来实现。
OFDM 系统中更多的采用相干解调,接收端解调数据时,需要信道估计来纠正由频率选择性衰落和子载波频率偏移产生的随机的相位偏移和幅度衰落,否则系统的误码率性能很难达到实用要求。
本文中信道估计采用了LMS信道估计算法。
最后得到在加性高斯白噪声信道下的信噪比(SNR)-误码率曲线图。
关键词:无线移动通信,多载波调制,正交频分复用,信道估计ABSTRACT第一章绪论1.1正交频分复用(OFDM)的来源进入21世纪以来,无线通信技术正在以前所未有的速度向前发展。
随着用户对各种实时多媒体业务需求的增加和互联网技术的迅猛发展,可以预计,未来的无线通信技术将会具有更高的信息传输速率,为用户提供更大的便利,其网络结构也将发生更本的变化。
目前普遍的观点是,下一代的无线通信网络将是基于统一的IPv6包交换方式,向用户提供的峰值速率超过100Mbit/s【1】,并能支持用户在各种无线通信网络中无缝漫游的全新网络。
为了支持更高的信息传输速率和更高的用户移动速度,在下一代的无线通信中必须采用频谱效率更高,抗多径干扰能力更强的新型传输技术。
在当前能提供高速率传输的各种无线解决方案中,以正交频分复用(OFDM)为代表的多载波调制技术是最有前途的方案之一。
1.2 正交频分复用(OFDM)的研究背景1.2.1 无线通信的发展人类采用无线方式进行通信的历史可以追溯到19世纪末。
1864年,英国物理学家麦克斯韦(J.C.Maxwell)创造性地总结了人们已有的电磁学知识,预言了电磁波的存在。
1887年,德国物理学家赫兹(H.R.Herts)用试验产生出电磁波,证明了麦克斯韦的预言。
1897年,意大利科学家马可尼(G.Maroni)和俄国军官波波夫(A. S.Popov)首次使用无线电波进行信息传输并获得成功。
1901年,马可尼实现了从英国到纽芬兰的跨大西洋无线电信号接收,这是一次超过2700公里的远距离通信,充分显示了无线通信的巨大发展潜力。
在随后一个多世纪的时间里,伴随者计算机技术和大规模集成电路技术的发展,无线通信的理论和技术不断取得进步,今天的移动通信技术已成为人们日常生活中不可缺少的重要通信方式。
早期的无线通信主要用于船舶,航空,列车,公共安全等专用领域,用户数量很少。
20世纪60年代,贝尔实验室提出了蜂窝的概念,使无线通信摆脱了传统的大区制结构,为无线通信的大规模商用奠定了基础。
20世纪70年代,具有高可靠性的固态微型射频硬件的发展使移动通信逐渐成熟起来。
从20世纪70年代末到现在的20多年时间里,无线通信系统从第1代发展到了第3代,进入一个飞速发展的时期。
据统计,1990年全球蜂窝电话的用户仅为1千万,而目前蜂窝电话的用户的数量已达到7亿。
在中国,目前蜂窝电话的用户已超过1.4亿,每月新增蜂窝电话的数量将超过1500万,移动通信市场出现了空前的繁荣。
见文献[1]。
1.2.2 第4代(4G)无线通信系统根据无线通信每10年发展一代的特点,20世纪90年代末自ITU-R推出3G移动通信的标准之后,各个国家和地区为了在下一代无线通信系统的标准中占有一席之地,纷纷启动了新一代无线通信系统的技术和标准化研究工作。
有关新一代无线通信系统的名称目前尚不统一,这些名称有4G,Beyond3G,Beyond IMT-2000等多种,在此,我们将其统称为4G无线通信系统。
对4G系统研究最为积极的地区和国家当属欧盟,美国,东亚的日本,韩国和中国。
欧盟的研究工作主要包括欧盟信息技术协会(IST)第5框架和第6框架研究计划下的多个研究项目(如MIND,Moby Dick,OverDRIVE, SCOUT,MATRICE等)以及世界无线通信技术研究坛(WWRF)的工作。
美国对4G的研究比较分散,主要体现在美国电器与电子工程师协会(IEEE)主办的各种会议和研讨会上发表的有关4G系统的报道,DARPA 资助的下一代(XG)通信系统的研究计划和MIT正在进行的Oxygen研究项目。
日本的4G系统研究机构主要有移动信息技术论坛,日本通信技术研究所(CRL)和NTTDoCoMo公司。
目前,NTTDoCoMo公司的4G 研究工作非常引人瞩目,他们提出了基于正交频率码分复用(OFCDM)技术具有可变扩频因子的4G系统实现方案,并于2002年10月推出了下行链路速率为100Mbit/s【1】,上行链路速率为20Mbit/s的试验系统。