OFDM系统设计及基带系统仿真

OFDM系统设计及基带系统仿真12020 年 4 月 19 日文档仅供参考OFDM 原理与应用课程设计OFDM 系统设计及基带系统仿真学号： S专业：信息与通信工程学生姓名：段京京任课教师：张薇副教授22020 年 4 月 19 日文档仅供参考4 月第 1 章 绪论1.1 引言计算机技术、 Internet 网络的发展与普及改变了人类生活方式，这是人类科技的一次革命性的进步。随着人们对信息量的需求越来越多，无线移动通信进入了一个快速发展时期。进入 21 世纪以来，国内外移动通信技术有着更快速的发展，特别是无线通信网络和 Internet 的结合，使网络资源发挥了更大的作用，更加促进了 Internet 的发展和无线移动网络的完善，人们的生活方式更加便捷和多样化，世界发展更快、更加精彩、更加辉煌。无线移动通信技术迎来了又一次伟大的变革。其中，正交频分复用（OFDM）技术是其关键技术。在现代移动通信系统的无线信道中，随着传输数据率的提高，多径衰落和由之引起的码间串扰会严重影响系统性能。克服这种影响的一种方法是采用信道均衡技术，可是随着数据传输速率的提高，其代价可能变得无法接受。正交频分复用（OFDM）传输技术提供了让数据以较高的速率在较大延迟的信道上传输的另一种途径。 OFDM 技术是一种多载波调制技术，它将串行高速信息数据流变换成为若干路并行低速数据流，每路低速数据流被调制在彼此正交的子载波上构成发送信号。由于OFDM 具有较高的频谱32020 年 4 月 19 日文档仅供参考利用率及抗多径干扰能力强的优点，且能够经过IFFT/FFT 等高效算法实现，因此当前它已成为应用最为广泛的多载波调制方式。1.2 OFDM 系统的发展上个世纪 70 年代， Weinstein 和 Ebert 等人应用离散傅里叶变换和快速傅里叶变换创造了一个完整的多载波传输系统，叫做正交频分复用（ OFDM）系统。正交频分复用是一种特殊的多载波传输方式1 。正交频分复用技术应用离散傅里叶变换及反变换解决了产生多个互相正交的子载波和从子载波中恢复原信号的问题。这就解决了多载波传输系统发送和传输的问题。应用快速傅里叶变换将大大降低多载波传输系统的复杂度。从此以后 OFDM 技术开始走向实用。由于科学技术的快速发展，在二十世纪90 年代，OFDM广泛用干各种数字传输和通信中，如非对称的数字用户环路(ADSL),ETSI标准的音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)等4 。 1999 年，IEEE802.ll a 经过了一个5GHz 的无线局域网标准，其中，OFDM 调制技术被用作物理层标准OETSI 的宽带射频接入网(BRAN)的局域网标准，同时也把OFDM 技术定为它的调制标准技，使传输速率可达 54MbPs。现在OFDM 论坛的成员已达46 个会员，其中15个为主要会员，中国的信息产业部也加入OFDM论坛 5 。， IEEE802.16 经过了无线城域网标准。伴随着IEEE802.l la和BRAN Hyper LAN/2两个标准在局域网的应用，OFDM技术将会进一步在无线数据传输领域做出重大贡献。42020 年 4 月 19日文档仅供参考OFDM 技术当前拥有两个不同的联盟:一个是OFDM 论坛，主要协调各会员递交给IEEE联盟的与OFDM 技术有关的建议;另一个是宽带无线互连网论坛，其开发了一个VOFDM 标准。OFDM论坛已经在IEEE 802.16无线MAN会议上向802.16.3分会递交了物理层建议，在这个会议上除了CDMA外，还有许多OFDM的建议被提出。今后， OFDM 的主要发展方向是增加传输距离、进一步提高传输速率，而且与现有的网络设备兼容。随着数字信号处理和大规模集成电路技术的快速发展，OFDM 调制技术已经渐渐被应用到无线通信、高清晰度广播电视等领域6 。OFDM 调制技术的高速率性能是经过提高系统复杂性为代价得到的。该技术的最大困难是如何使各个子信道精确同步。技术的基础是各个子载波必须满足频率正交性，如果正交性存在缺陷，整个系统的性能会严重下降。随着数字信号处理和锁相环OFDM（ PLL）技术的飞速发展，现在能够精确跟踪信道冲激响应的实时变化，均衡码间干扰的影响。1.3 OFDM 系统的发展前景无线通信与个人通信在短短的几十年间，经历了从模拟通信到数字通信，从频分多址(FDMA)到码分多址 (CDMA)的巨大发展，当前又有新技术的出现，此技术即为正交频分复用（OFDM）。比以码分多址（ CDMA）为核心的第三代移动通信技术应用更加完善，技术更加先进，我们将之称为“第四代移动通信技术”。OFDM52020 年 4 月 19 日