OFDM調(diào)制解調(diào)

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1、西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告題目OFDM調(diào)制解調(diào)技術(shù)的MATLAB實(shí)現(xiàn)學(xué)生姓名田文杰學(xué)號(hào)080301班級(jí)121802學(xué)院西工大明德學(xué)院指導(dǎo)教師戚楠本選題的意義及國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r：隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代通信傳輸技術(shù)越來(lái)越多。但根據(jù)基本通信信道我們將這些技術(shù)可以分為有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)兩種。有線(xiàn)信道的特點(diǎn)是信號(hào)受外界干擾小，但須鋪設(shè)傳輸線(xiàn)路，網(wǎng)絡(luò)建立麻煩；而無(wú)線(xiàn)信道則相反，無(wú)線(xiàn)信道無(wú)須鋪設(shè)傳輸線(xiàn)路，但傳輸過(guò)程中由于地面情況復(fù)雜，信道條件惡劣，對(duì)傳輸信號(hào)會(huì)造成很大的干擾。而網(wǎng)絡(luò)的迅速增長(zhǎng)使人們對(duì)無(wú)線(xiàn)通信提出了更高的要求。所以必須采用更先進(jìn)的技術(shù)，克服在無(wú)線(xiàn)信道下的多徑

2、衰落，降低噪聲和多徑干擾以及有效利用頻率資源。OFDM調(diào)制技術(shù)則能很好的滿(mǎn)足在這些復(fù)雜無(wú)線(xiàn)信道中的傳輸要求。OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)即正交頻分復(fù)用技術(shù)，實(shí)際上OFDM是MCMMulti-CarrierModulation，多載波調(diào)制的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。正交信號(hào)可以通過(guò)在接收端采用相關(guān)技術(shù)來(lái)分開(kāi)，這樣可以減少子信道之間的相互干擾ICI。每個(gè)子信道上的信號(hào)帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個(gè)子信道上的可以看成平坦性衰落

3、，從而可以消除符號(hào)間干擾。而且由于每個(gè)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(duì)容易。OFDM最早是由多載波調(diào)制(MCM)發(fā)展而來(lái)。美國(guó)軍方早在上世紀(jì)的50-60年代就創(chuàng)建了世界上第一個(gè)MCM系統(tǒng)，在1970年衍生出采用大規(guī)模子載波和頻率重疊技術(shù)的OFDM系統(tǒng)。但在以后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，OFDM邁向?qū)嵺`的腳步放緩。由于OFDM的各個(gè)子載波之間相互正交，采用FFT實(shí)現(xiàn)這種調(diào)制，但在實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)時(shí)傅立葉變換設(shè)備的復(fù)雜度、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)振蕩器的穩(wěn)定性以及射頻功率放大器的線(xiàn)性要求等因素制約了OFDM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)大量研究，20世紀(jì)80年代，MCM獲得了突破性進(jìn)展

4、，大規(guī)模集成電路促進(jìn)了FFT技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，OFDM逐步進(jìn)入高速M(fèi)odem和數(shù)字移動(dòng)通信的領(lǐng)域。在有線(xiàn)信道的研究中，Hirosaki于1981年用DFT完成的OFDM調(diào)整技術(shù)，試驗(yàn)成功了16QAM多路并行傳送19.2kbit/s的電話(huà)線(xiàn)MODEM.?90年代，OFDM開(kāi)始被歐洲和澳大利亞廣泛用于廣播信道的寬帶數(shù)據(jù)通信，OFDM的應(yīng)用又涉及到了利用移動(dòng)調(diào)頻和單邊帶（SSB）信道進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信、陸地移動(dòng)通信，數(shù)字音頻廣播(DAB)、高清晰度數(shù)字電視(HDTV)和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)。隨著DSP芯片技術(shù)的發(fā)展，格柵編碼技術(shù)、軟判決技術(shù)、信道自適應(yīng)技術(shù)等成熟技術(shù)的應(yīng)用，OFMD技

5、術(shù)的實(shí)現(xiàn)和完善指日可待。由于技術(shù)的可實(shí)現(xiàn)性，在二十世紀(jì)90年代，OFDM廣泛用干各種數(shù)字傳輸和通信中，如移動(dòng)無(wú)線(xiàn)FM信道，高比特率數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)系統(tǒng)(HDSL)，不對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)系統(tǒng)(ADSL)，甚高比特率數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)系統(tǒng)HDSI〕，數(shù)字音頻廣播(DAB)系統(tǒng)，數(shù)字視頻廣播(DVB)和HDTV地面?zhèn)鞑ハ到y(tǒng)。1999年，IEEE802.lla通過(guò)了一個(gè)SGHz的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，其中OFDM調(diào)制技術(shù)被采用為物理層標(biāo)準(zhǔn)，使得傳輸速率可以達(dá)54MbPs。這樣，可提供25MbPs的無(wú)線(xiàn)ATM接口和10MbPs的以太網(wǎng)無(wú)線(xiàn)幀結(jié)構(gòu)接口，并支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)。這樣的速率完全能滿(mǎn)足室內(nèi)、室

6、外的各種應(yīng)用場(chǎng)合。歐洲電信組織(ETsl)的寬帶射頻接入網(wǎng)的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)HiperiLAN2也把OFDM定為它的調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。?2001年，IEEE802.16通過(guò)了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)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(zhǎng)較長(zhǎng)，適合非視距傳播，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)存在較強(qiáng)的多徑效應(yīng)，而在免許可頻段還存在干擾問(wèn)題，所以系統(tǒng)采用了抵抗多徑效應(yīng)、頻率選擇性衰落或窄帶干擾上有明顯優(yōu)勢(shì)的OFDM調(diào)制，多址方式為OFDMA。而后，IEEE802.16的標(biāo)準(zhǔn)每年都在發(fā)展，2006年2月，IEEE802.16e(移動(dòng)寬帶無(wú)線(xiàn)城域

7、網(wǎng)接入空中接口標(biāo)準(zhǔn))形成了最終的出版物。當(dāng)然，采用的調(diào)制方式仍然是OFDM。?2004年11月，根據(jù)眾多移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商、制造商和研究機(jī)構(gòu)的要求，3GPP通過(guò)被稱(chēng)為L(zhǎng)ongTermEvolution(LTE)即“3G長(zhǎng)期演進(jìn)”的立項(xiàng)工作。項(xiàng)目以制定3G演進(jìn)型系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范作為目標(biāo)。3GPP經(jīng)過(guò)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(shù)，即下行OFDM，上行SC(單載波關(guān)FDMA。OFDM由于技術(shù)的成熟性，被選用為下行標(biāo)準(zhǔn)很快就達(dá)成了共識(shí)。而上行技術(shù)的選擇上，由于OFDM的高峰均比(PAPR)使得一些設(shè)