[转载]OFDM基本原理及系统框图
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原文地址:OFDM基本原理及系統框圖作者:chickensouplc上個世紀70年代,韋斯坦(Weistein)和艾伯特(Ebert)等人應用離散傅里葉變換(DFT)和快速傅里葉方法(FFT)研制了一個完整的多載波傳輸系統,叫做正交頻分復用(OFDM)系統。OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交頻分復用技術,實際上OFDM是多載波調制的一種。主要思想: 將信道分成若干正交子信道,將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流,調制到在每個子信道上進行傳輸。OFDM應用離散傅里葉變換(DFT)和其逆變換(IDFT)方法解決了產生多個互相正交的子載波和從子載波中恢復原信號的問題。這就解決了多載波傳輸系統發送和傳送的難題。應用快速傅里葉變換更使多載波傳輸系統的復雜度大大降低。從此OFDM技術開始走向實用。
特點: 正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開,這樣可以減少子信道之間的相互干擾 ICI 。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬,因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落,從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分,信道均衡變得相對容易。
應用:在向B3G/4G演進的過程中,OFDM是關鍵的技術之一,可以結合分集,時空編碼,干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術,最大限度的提高了系統性能。包括以下類型:V-OFDM,W-OFDM,F-OFDM,MIMO-OFDM,多帶-OFDM。由于技術的可實現性,在二十世紀90年代,OFDM廣泛用干各種數字傳輸和通信中,如移動無線FM信道,高比特率數字用戶線系統(HDSL),不對稱數字用戶線系統(ADSL),甚高比特率數字用戶線系統娜HDSI〕,數字音頻廣播(DAB)系統,數字視頻廣播(DVB)和HDTV地面傳播系統。1999年,IEEE802.lla通過了一個SGHz的無線局域網標準,其中OFDM調制技術被采用為物理層標準,使得傳輸速率可以達54MbPs。這樣,可提供25MbPs的無線ATM接口和10MbPs的以太網無線幀結構接口,并支持語音、數據、圖像業務。這樣的速率完全能滿足室內、室外的各種應用場合。 2001年,IEEE802.16通過了無線城域網標準,該標準根據使用頻段的不同,具體可分為視距和非視距兩種。其中,使用2一11GHz許可和免許可頻段,由于在該頻段波長較長,適合非視距傳播,此時系統會存在較強的多徑效應,而在免許可頻段還存在干擾問題,所以系統采用了抵抗多徑效應、頻率選擇性衰落或窄帶干擾上有明顯優勢的OFDM調制,多址方式為OFDMA。而后,IEEE802.16的標準每年都在發展,2006年2月,IEEE802.16e(移動寬帶無線城域網接入空中接口標準)形成了最終的出版物。當然,采用的調制方式仍然是OFDM。 2004年11月,根據眾多移動通信運營商、制造商和研究機構的要求,3GPP通過被稱為Long Term Evolution(LTE)即“3G長期演進”的立項工作。項目以制定3G演進型系統技術規范作為目標。3GPP經過激烈的討論和艱苦的融合,終于在2005年12月選定了LTE的基本傳輸技術,即下行OFDM。OFDM由于技術的成熟性,被選用為下行標準很快就達成了共識。而上行技術的選擇上,由于OFDM的高峰均比(PAPR)使得一些設備商認為會增加終端的功放成本和功率消耗,限制終端的使用時間,一些則認為可以通過濾波,削峰等方法限制峰均比。不過,經過討論后,最后上行還是采用了SC一FDMA方式。擁有我國自主知識產權的3G標準一一TD-SCDMA在LTE演進計劃中也提出了TD一CDM一OFDM的方案B3G/4G是ITU提出的目標,并希望在2010年予以實現。B3G/4G的目標是在高速移動環境下支持高達100Mb/S的下行數據傳輸速率,在室內和靜止環境下支持高達1Gb/S的下行數據傳輸速率。而OFDM技術也將扮演重要的角色。
特點: 正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開,這樣可以減少子信道之間的相互干擾 ICI 。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬,因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落,從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分,信道均衡變得相對容易。
應用:在向B3G/4G演進的過程中,OFDM是關鍵的技術之一,可以結合分集,時空編碼,干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術,最大限度的提高了系統性能。包括以下類型:V-OFDM,W-OFDM,F-OFDM,MIMO-OFDM,多帶-OFDM。由于技術的可實現性,在二十世紀90年代,OFDM廣泛用干各種數字傳輸和通信中,如移動無線FM信道,高比特率數字用戶線系統(HDSL),不對稱數字用戶線系統(ADSL),甚高比特率數字用戶線系統娜HDSI〕,數字音頻廣播(DAB)系統,數字視頻廣播(DVB)和HDTV地面傳播系統。1999年,IEEE802.lla通過了一個SGHz的無線局域網標準,其中OFDM調制技術被采用為物理層標準,使得傳輸速率可以達54MbPs。這樣,可提供25MbPs的無線ATM接口和10MbPs的以太網無線幀結構接口,并支持語音、數據、圖像業務。這樣的速率完全能滿足室內、室外的各種應用場合。 2001年,IEEE802.16通過了無線城域網標準,該標準根據使用頻段的不同,具體可分為視距和非視距兩種。其中,使用2一11GHz許可和免許可頻段,由于在該頻段波長較長,適合非視距傳播,此時系統會存在較強的多徑效應,而在免許可頻段還存在干擾問題,所以系統采用了抵抗多徑效應、頻率選擇性衰落或窄帶干擾上有明顯優勢的OFDM調制,多址方式為OFDMA。而后,IEEE802.16的標準每年都在發展,2006年2月,IEEE802.16e(移動寬帶無線城域網接入空中接口標準)形成了最終的出版物。當然,采用的調制方式仍然是OFDM。 2004年11月,根據眾多移動通信運營商、制造商和研究機構的要求,3GPP通過被稱為Long Term Evolution(LTE)即“3G長期演進”的立項工作。項目以制定3G演進型系統技術規范作為目標。3GPP經過激烈的討論和艱苦的融合,終于在2005年12月選定了LTE的基本傳輸技術,即下行OFDM。OFDM由于技術的成熟性,被選用為下行標準很快就達成了共識。而上行技術的選擇上,由于OFDM的高峰均比(PAPR)使得一些設備商認為會增加終端的功放成本和功率消耗,限制終端的使用時間,一些則認為可以通過濾波,削峰等方法限制峰均比。不過,經過討論后,最后上行還是采用了SC一FDMA方式。擁有我國自主知識產權的3G標準一一TD-SCDMA在LTE演進計劃中也提出了TD一CDM一OFDM的方案B3G/4G是ITU提出的目標,并希望在2010年予以實現。B3G/4G的目標是在高速移動環境下支持高達100Mb/S的下行數據傳輸速率,在室內和靜止環境下支持高達1Gb/S的下行數據傳輸速率。而OFDM技術也將扮演重要的角色。
總結
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