1、OFDM技術(shù)背景發(fā)展及現(xiàn)狀1背景及意義正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）多載波系統(tǒng)采用了正交頻分信道，能夠在不需要復(fù)雜的均衡技術(shù)情況下支持高速無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，并具有很強(qiáng)的抗衰落和抗符號(hào)間干擾的能力，現(xiàn)在OFDM已經(jīng)在歐洲的數(shù)字音視頻廣播，歐洲和北美的高速無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)，高比特?cái)?shù)字用戶線以及電力載波通信中得到了廣泛應(yīng)用。由于OFDM信號(hào)在時(shí)域上是由N個(gè)子載波信號(hào)疊加而成，當(dāng)這些子載波信號(hào)相位一致時(shí)峰值疊加會(huì)產(chǎn)生最大峰值，導(dǎo)致較高的峰均功率比（Peakto-Average power Ratio，PAPR），當(dāng)放大器以及A/

2、D轉(zhuǎn)換器的線性動(dòng)態(tài)范圍不能滿足信號(hào)的變化，就會(huì)引起信號(hào)失真，產(chǎn)生子載波之間的互調(diào)干擾和帶外輻射，破壞子載波間的正交性，降低系統(tǒng)效率。為此，降低信號(hào)的峰均比值顯得尤為重要1。2 OFFDM技技術(shù)的發(fā)發(fā)展及現(xiàn)現(xiàn)狀正交頻分分復(fù)用是是一種把把高速率率的串行行數(shù)據(jù)通通過(guò)頻分分復(fù)用來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)并并行傳輸輸?shù)亩噍d載波傳輸輸技術(shù)，其思想想早在220世紀(jì)紀(jì)60年代代就己經(jīng)經(jīng)提出了了，但由由于并行行傳輸系系統(tǒng)需要要基帶成成形捧波波器陣列列，正弦弦波載波波發(fā)生器器陣列及及相干解解調(diào)陣列列，采用用傳統(tǒng)的的模擬的的方法實(shí)實(shí)現(xiàn)是相相當(dāng)復(fù)雜雜的、昂昂貴的，因而早早期并沒(méi)沒(méi)有得到到實(shí)際應(yīng)應(yīng)用。119711年，Weeisttein

3、n和Ebeert提提出了用用離散傅傅立葉變變換(DDFT)來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)多載波波調(diào)制，人們開(kāi)開(kāi)始研究究并行傳傳輸?shù)亩喽噍d波系系統(tǒng)的數(shù)數(shù)字化實(shí)實(shí)現(xiàn)方法法，將DDFT運(yùn)運(yùn)用到OOFDMM的調(diào)制制解調(diào)中中，為OOFDMM的實(shí)用用化奠定定了基礎(chǔ)礎(chǔ)，大大大簡(jiǎn)化了了多載波波技術(shù)的的實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用DDFT實(shí)實(shí)現(xiàn)的OOFDMM系統(tǒng)的的發(fā)送端端不需要要多套的的正弦發(fā)發(fā)生器，而接收收端也不不需要用用多個(gè)帶帶通濾波波器來(lái)檢檢測(cè)各路路子載波波，但由由于當(dāng)時(shí)時(shí)的數(shù)字字信號(hào)處處理技術(shù)術(shù)的限制制，OFFDM技技術(shù)并沒(méi)沒(méi)有得到到廣泛應(yīng)應(yīng)用。880年代代，人們們對(duì)多載載波調(diào)制制在高速速調(diào)制解解調(diào)器、數(shù)字移移動(dòng)通信信等領(lǐng)域域中的應(yīng)應(yīng)用進(jìn)行

4、行了較為為深入的的研究，L.JJ.Ciiminni首先先分析了了OFDDM在移移動(dòng)通信信中應(yīng)用用中存在在的問(wèn)題題和解決決方法，從此以以后，OOFDMM在無(wú)線線移動(dòng)通通信領(lǐng)域域中的應(yīng)應(yīng)用得到到了迅猛猛的發(fā)展展。近年來(lái)，由于數(shù)數(shù)字信號(hào)號(hào)處理技技術(shù) (Diggitaal SSignnal Proocesssinng, DSSP)和和大規(guī)模模集成電電路CPPLD技技術(shù)的飛飛速發(fā)展展，使得得當(dāng)載波波數(shù)目高高達(dá)幾千千時(shí)也可可以通過(guò)過(guò)專用芯芯片來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)其DDFT變變換，大大大推動(dòng)動(dòng)了OFFDM技技術(shù)在無(wú)無(wú)線通信信環(huán)境中中的實(shí)用用化，OOFDMM技術(shù)在在高速數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸領(lǐng)域受受到了人人們的廣廣泛關(guān)注注。OFF

5、DM已已經(jīng)成功功的應(yīng)用用于數(shù)字字音頻廣廣播系統(tǒng)統(tǒng) (DDigiitall Auudioo Brroaddcasstinng, DAAB)、數(shù)字視視頻廣播播系統(tǒng)(Diggitaal VVideeo BBroaadcaastiing, DVVB)、無(wú)線電電局域網(wǎng)網(wǎng)( WWireelesss LLocaal AAreaa Neetwoork, WLLAN)，非對(duì)稱稱數(shù)字用用戶環(huán)路路ADSSL (Asyymmeetriic DDigiitall Suubsccribber Linne)等等系統(tǒng)中中。19995年年，歐洲洲電信標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)會(huì)(ETTSI)首次提提出DAAB標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，這是是第一個(gè)個(gè)采用OOFD

6、MM的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)5。19999年12月，IEEEE8002.llla一一個(gè)工作作在5GGHz的的無(wú)線局局域網(wǎng)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，其其中采用用了OFFDM調(diào)調(diào)制技術(shù)術(shù)作為其其物理層層(PRRY)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，歐歐洲電信信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)協(xié)會(huì)的寬寬帶射頻頻接入網(wǎng)網(wǎng)(Brroadd Raadioo Acccesss NNetwworkk, BRRAN)的局域域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)也采用用OFDDM技術(shù)術(shù)。在我我國(guó)，信信息產(chǎn)業(yè)業(yè)部無(wú)線線電管理理局也于于20001年8月31日批批準(zhǔn)了中中國(guó)網(wǎng)通通開(kāi)展OOFDMM固定無(wú)無(wú)線接入入系統(tǒng)CCeleerFllex的的試驗(yàn)，該系統(tǒng)統(tǒng)目前己己經(jīng)開(kāi)通通，并進(jìn)進(jìn)行了必必要的測(cè)測(cè)試和業(yè)業(yè)務(wù)演示示。目前，人人們開(kāi)始始

7、集中精精力研究究和開(kāi)發(fā)發(fā)OFDDM在無(wú)無(wú)線移動(dòng)動(dòng)通信領(lǐng)領(lǐng)域的應(yīng)應(yīng)用，并并將OFFDM技技術(shù)與多多種多址址技術(shù)相相結(jié)合。此外，OFDDM技術(shù)術(shù)還易于于結(jié)合空空時(shí)編碼碼以及智智能天線線等技術(shù)術(shù)，最大大程度提提高物理理層信息息傳輸?shù)牡目煽啃孕?。新一代移移?dòng)通信信的核心心技術(shù)OOFDMM調(diào)制技技術(shù)發(fā)布: 20111-99-5 | 作作者: | 來(lái)來(lái)源: HYPERLINK /viewthread.php?tid=468349 wwangghuiixiaang| 查看看: 4451次次 | 用戶關(guān)關(guān)注：lOFDDM的發(fā)發(fā)展?fàn)顩r況OFDDM的歷歷史要追追溯到220世紀(jì)紀(jì)60年年代中期期，當(dāng)時(shí)時(shí)RwwChh

8、angg發(fā)表了了關(guān)于帶帶限信號(hào)號(hào)多信道道傳輸合合成的論論文。他他描述了了發(fā)送信信息可同同時(shí)經(jīng)過(guò)過(guò)一個(gè)線線性帶限限信道而而不受信信道問(wèn)干干擾(IICI)和符號(hào)號(hào)間干擾擾(。IISI)的原理理。此后后不久，Salltzbbergg完成了了性能分分析。他他提出設(shè)計(jì)一一個(gè)有效效并行系系統(tǒng)的策策略應(yīng)該該是集中中在減少少相鄰信信道的交交叉干擾擾(crrossstallk)而而不是完完成單個(gè)個(gè)信道，因?yàn)榍扒罢叩挠坝绊懯菦Q決定性的的。119700年，OOFDMM的專利利發(fā)表，其基本本思想l O HYPERLINK /tech/dr/200010060034/391964.html FFDM的的發(fā)展?fàn)顮顩rOFF

9、DM的的歷史要要追溯到到20世世紀(jì)600年代中中期，當(dāng)當(dāng)時(shí)RwCChanng發(fā)表表了關(guān)于于帶限信信號(hào)多信信道傳輸輸合成的的論文。他描述述了發(fā)送送信息可可同時(shí)經(jīng)經(jīng)過(guò)一個(gè)個(gè)線性帶帶限信道道而不受受信道問(wèn)問(wèn)干擾(ICII)和符符號(hào)間干干擾(。ISII)的原原理。此此后不久久，Saaltzzberrg完成成了性能能分析。他提出出設(shè)計(jì)計(jì)一個(gè)有有效并行行系統(tǒng)的的策略應(yīng)應(yīng)該是集集中在減減少相鄰鄰信道的的交叉干干擾(ccrossstaalk)而不是是完成單單個(gè)信道道，因?yàn)闉榍罢叩牡挠绊懯鞘菦Q定性性的。19770年，OFDDM的專專利發(fā)表表，其基基本思想想就是通通過(guò)采用用允許子子信道頻頻譜重疊疊，但又又相互間間

10、不影響響的頻分分復(fù)用(FDMM)的方方法來(lái)并并行傳送送數(shù)據(jù)，不僅無(wú)無(wú)需高速速均衡器器，有很很高的頻頻譜利用用率，而而且有較較強(qiáng)的抗抗脈沖噪噪聲及多多徑衰落落的能力力。OFFDM早早期的應(yīng)應(yīng)用有AANIGGSC-1O(KATTH-RRYN)高頻可可變速率率數(shù)傳調(diào)調(diào)制解調(diào)調(diào)器(MModeem)。該Moo-deem利用用34路路子信道道并行傳傳送344路低速速數(shù)據(jù)，每個(gè)子子信道采采用相移移鍵控( HYPERLINK /tech/detail/psk.html PSKK)調(diào)制制，且各各子信道道載波相相互正交交，間隔隔為844 Hzz。但是是在早期期的OFFDM系系統(tǒng)中，發(fā)信機(jī)機(jī)和相關(guān)關(guān)接收機(jī)機(jī)所需的的

11、副載波波陣列是是由正弦弦信號(hào)發(fā)發(fā)生器產(chǎn)產(chǎn)生的，且在相相關(guān)接收收時(shí)各副副載波需需要準(zhǔn)確確地同步步，因此此當(dāng)子信信道數(shù)很很大時(shí)，系統(tǒng)就就顯得非非常復(fù)雜雜和昂貴貴。對(duì)OOFDMM做主要要貢獻(xiàn)的的是Weeinssteiin和EEberrt在119711年的論論文，WWeinnsteein和和Ebeert提提出使用用離散傅傅里葉變變換(DDisccrette FFourrierr Trranssforrm，DDFT)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)OFDDM系統(tǒng)統(tǒng)中的全全部調(diào)制制和解調(diào)調(diào)功能的的建議。因而簡(jiǎn)簡(jiǎn)化了振振蕩器陣陣列以及及相關(guān)接接收機(jī)中中本地載載波之間間的嚴(yán)格格同步的的問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)OFDDM的全全數(shù)字化化方案作作了

12、理論論上的準(zhǔn)準(zhǔn)備。用用離散傅傅里葉變變換(DDFT)完成基基帶調(diào)制制和解調(diào)調(diào)，這項(xiàng)項(xiàng)工作不不是集中中在單個(gè)個(gè)信道，而是旨旨在引入入消除子子載波間間干擾的的處理方方法。為為了抗IISI和和ICII，他們們?cè)跁r(shí)域域的符號(hào)號(hào)和升余余弦窗之之間用了了保護(hù)時(shí)時(shí)間，但但在一個(gè)個(gè)時(shí)間彌彌散信道道上的子子載波間間不能保保證良好好的正交交性。另另一個(gè)主主要貢獻(xiàn)獻(xiàn)是Peeledd和Ruuiz在在19880年的的論文，他引入入了循環(huán)環(huán)前綴(Cycclicc Prrefiix， HYPERLINK /tech/zbsb/300010380007/32103.html CCP)的的概念，解決了了正交性性的問(wèn)題題。他們們

13、不用空空保護(hù)間間隔，而而是用OOFDMM符號(hào)的的循環(huán)擴(kuò)擴(kuò)展來(lái)填填充，這這可有效效地模擬擬一個(gè)信信道完成成循環(huán)卷卷積，這這意味著著當(dāng)CPP大于信信道的脈脈沖響應(yīng)應(yīng)時(shí)就能能保證子子載波間間的正交交性，但但有一個(gè)個(gè)問(wèn)題就就是能量量損失。隨著VVLSII的迅速速發(fā)展，已經(jīng)出出現(xiàn)了高高速大階階數(shù)的 HYPERLINK /tech/qtdz/200010160005/1108162.html FFFT專專用芯片片及可用用軟件快快速實(shí)現(xiàn)現(xiàn)FFTT的數(shù)字字信號(hào)處處理( HYPERLINK /tech/detail/DSP.html DDSP)的通用用芯片，且價(jià)格格低廉，使利用用FFTT來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)OFDDM的技技

14、術(shù)成為為可能。19881年HHiroosakki用DDFT完完成的OOFDMM調(diào)制技技術(shù)，試試驗(yàn)成功功了 HYPERLINK /tech/qtdz/200010160031/1658726.html 166QAMM多路并并行傳送送19.2 kkb/ss的電話話線Moodemm。而在在無(wú)線移移動(dòng)信道道中，盡盡管存在在著多徑徑傳播及及多普勒勒頻移所所引起的的頻率選選擇性衰衰落和瑞瑞利衰落落，但OOFDMM調(diào)制還還是能夠夠減輕瑞瑞利衰落落的影響響。這是是因?yàn)樵谠诟咚俅袀魉退痛a元時(shí)時(shí)，深衰衰落會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致鄰近近的一串串碼元被被嚴(yán)重破破壞，造造成突發(fā)發(fā)性誤碼碼。而與與串行方方式不同同，OFFDM能能將高

15、速速串行碼碼流轉(zhuǎn)變變成許多多低速的的碼流進(jìn)進(jìn)行并行行傳送，使得碼碼元周期期很長(zhǎng)，即遠(yuǎn)大大于深衰衰落的持持續(xù)時(shí)間間，因而而當(dāng)出現(xiàn)現(xiàn)深衰落落時(shí)，并并行的碼碼元只是是輕微的的受損，經(jīng)過(guò)糾糾錯(cuò)就可可以恢復(fù)復(fù)。另外外對(duì)于多多徑傳播播引起的的碼間串串?dāng)_問(wèn)題題，其解解決的方方案是在在碼元間間插入保保護(hù)間隙隙，只要要保護(hù)間間隙大于于最大的的傳播時(shí)時(shí)延時(shí)間間，碼間間串?dāng)_就就可以完完全避免免。正基基于此，19884年，Cimminii提出了了一種適適于無(wú)線線信道傳傳送數(shù)據(jù)據(jù)的OFFDM方方案。其其特點(diǎn)是是調(diào)制器器發(fā)送的的子信道道副載波波調(diào)制的的碼型是是方波，并在碼碼元間插插入了保保護(hù)間隙隙。雖然然各子信信道的頻頻

16、譜為 HYPERLINK /tech/ljq/200010230005/1010843.html ssinxx/x形形，但由由于碼元元周期很很長(zhǎng)，單單路子信信道所占占的頻帶帶很窄，因而位位于信道道頻率邊邊緣的子子信道的的拖尾，對(duì)整個(gè)個(gè)信道帶帶寬影響響不大，可以避避免多徑徑傳播引引起的碼碼間串?dāng)_擾。同時(shí)時(shí)由于省省去了升升余弦 HYPERLINK /tech/qtdz/200010160002/28567.html 濾濾波器，使實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的方案案非常簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，因因此后來(lái)來(lái)的大多多數(shù)OFFDM方方案都是是以此為為原形實(shí)實(shí)現(xiàn)的。20世世紀(jì)900年代，OFDDM的應(yīng)應(yīng)用又涉涉及到了了利用移移動(dòng)調(diào)頻頻(FMM)

17、和單單邊帶( HYPERLINK /tech/dgq/200010090025/76065.html SSBB)信道道進(jìn)行高高速數(shù)據(jù)據(jù)通信、陸地移移動(dòng)通信信、高速速數(shù)字用用戶環(huán)路路(HDDSL)、非對(duì)對(duì)稱數(shù)字字用戶環(huán)環(huán)路(AADSLL)、超超高速數(shù)數(shù)字用戶戶環(huán)路(VHDDSL)、數(shù)字字音頻廣廣播( HYPERLINK /tech/detail/DAB.html DDAB)及高清清晰度數(shù)數(shù)字電視視(HDDTV)和陸地地廣播等等各種通通信系統(tǒng)統(tǒng)。19991年年，Caasass提出了了OFDDM/FFM的方方案，可可利用現(xiàn)現(xiàn)有的調(diào)調(diào)頻系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行 HYPERLINK /tech/gdz/2000102

18、50016/16579.html 數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸。2 OFFDM的的基本原原理OFFDM是是一種高高效的數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸方式，其基本本思想是是在頻域域內(nèi)將給給定信道道分成許許多正交交子信道道，在每每個(gè)子信信道上使使用一個(gè)個(gè)子載波波進(jìn)行調(diào)調(diào)制，并并且各子子載波并并行傳輸輸。這樣樣，盡管管總的信信道是非非平坦的的，具有有頻率選選擇性，但是每每個(gè)子信信道上進(jìn)進(jìn)行的是是窄帶傳傳輸，信信號(hào)帶寬寬小于信信道的相相應(yīng)帶寬寬，因此此就可以以大大消消除信號(hào)號(hào)波形間間的干擾擾。OFFDM相相對(duì)于一一般的多多載波傳傳輸?shù)牟徊煌幪幨撬试试S子載載波頻譜譜部分重重疊，只只要滿足足子載波波問(wèn)相互互正交，則可以以從混疊疊的子

19、載載波上分分離出數(shù)數(shù)據(jù)信號(hào)號(hào)。由于于OFDDM允許許子載波波頻譜混混疊，其其頻譜效效率大大大提高，因而是是一種高高效的調(diào)調(diào)制方式式。OFFDM最最簡(jiǎn)單的的調(diào)制和和解調(diào)結(jié)結(jié)構(gòu)如圖圖1(aa)，圖圖1(bb)所示示。為了了表達(dá)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，忽忽略了在在通信系系統(tǒng)中常常用的濾濾波器。OFDDM最常常用的低低通等效效信號(hào)形形式可寫(xiě)寫(xiě)為一組組并行發(fā)發(fā)射的調(diào)調(diào)制載波波，為：其中：及：其中Cnn,k是是第n個(gè)個(gè)信號(hào)間間隔的第第k個(gè)子子載波的的發(fā)射符符號(hào)，每每個(gè)周期期Ts，N是OOFDMM子載波波數(shù)，ffk是第第k個(gè)子子載波的的頻率，f0是是所用的的最低頻頻率。設(shè)Fn(t)為為第n個(gè)個(gè)OFDDM幀，Ts是是符號(hào)周周

20、期，則則有：因因此Fnn(t)對(duì)應(yīng)于于符號(hào)組組Cn,k(kk=O，1，N-1)，每個(gè)都都是在相相應(yīng)子載載波fkk上調(diào)制制發(fā)送。解調(diào)是是基于載載波gkk(t)的正交交性，即即：因此解調(diào)調(diào)器將完完成以下下運(yùn)算：為了使使一個(gè)OOFDMM系統(tǒng)實(shí)實(shí)用化，可用DDFT來(lái)來(lái)完成調(diào)調(diào)制和解解調(diào)。通通過(guò)對(duì)式式(1)和式(4)的的低通等等效信號(hào)號(hào)用采樣樣速率為為N倍的的符號(hào)速速率1/Ts進(jìn)進(jìn)行采樣樣，并假假設(shè)f00=0(即該載載波頻率率為最低低子載波波頻率)，則OOFDMM幀可表表示為：這樣，利利用前面面的關(guān)系系式，我我們可得得：這樣樣，對(duì)于于一個(gè)固固定乘性性因子NN，采樣樣OFDDM幀可可通過(guò)離離散傅里里葉反變

21、變換(IInveersee Diiscrretee Foouriier Traans-forrm，IIDFTT)來(lái)產(chǎn)產(chǎn)生(調(diào)調(diào)制過(guò)程程)，而而原始的的發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)可通通過(guò)離散散傅里葉葉變換(DFTT)恢復(fù)復(fù)出來(lái)(解調(diào)功功能)。圖2給給出基于于FFTT的OFFDM通通信系統(tǒng)統(tǒng)。3 OFFDM的的同步問(wèn)問(wèn)題OFFDM系系統(tǒng)對(duì)定定時(shí)和頻頻率偏移移敏感，特別是是實(shí)際應(yīng)應(yīng)用中與與其他多多址方式式結(jié)合使使用時(shí)，時(shí)域和和頻率同同步顯得得尤為重重要。與與其他數(shù)數(shù)字通信信系統(tǒng)一一樣，同同步分為為捕獲和和跟蹤兩兩個(gè)階段段。在下下行鏈路路中，基基站向各各個(gè)移動(dòng)動(dòng)終端廣廣播發(fā)送送同步信信號(hào)，所所以，下下行鏈路路同步相相

22、對(duì)簡(jiǎn)單單，較易易實(shí)現(xiàn)。在上行行鏈路中中，來(lái)自自不同移移動(dòng)終端端的信號(hào)號(hào)必須同同步到達(dá)達(dá)基站，才能保保證子載載波間的的正交性性。基站站根據(jù)各各移動(dòng)端端發(fā)來(lái)的的子載波波攜帶信信息進(jìn)行行時(shí)域和和頻域同同步信息息的提取取，再由由基站發(fā)發(fā)回移動(dòng)動(dòng)終端，以便讓讓移動(dòng)終終端進(jìn)行行同步。具體實(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)，同步將將分為時(shí)時(shí)域和頻頻域同步步，也可可以時(shí)域域和頻域域同時(shí)進(jìn)進(jìn)行同步步。本文文主要探探討時(shí)域域同步，時(shí)域同同步主要要有兩種種，即基基于導(dǎo)頻頻(Piilotts)和和基于循循環(huán)前綴綴的同步步。一種新的的MB-OFDDM-UUWB技技術(shù)分析析與應(yīng)用用發(fā)布: 20111-55-288 | 作者: | 來(lái)源: HYPE

23、RLINK /viewthread.php?tid=108819 hujjinhhao| 查看看: 4487次次 | 用戶關(guān)關(guān)注：摘要：實(shí)實(shí)現(xiàn)了一一種全集集成可變變帶寬中中頻寬帶帶低通濾濾波器，討論分分析了跨跨導(dǎo)放大大器-電電容(OOTAC)連連續(xù)時(shí)間間型濾波波器的結(jié)結(jié)構(gòu)、設(shè)設(shè)計(jì)和具具體實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，使用用外部可可編程電電路對(duì)所所設(shè)計(jì)濾濾波器帶帶寬進(jìn)行行控制，并利用用ADSS軟件進(jìn)進(jìn)行電路路設(shè)計(jì)和和仿真驗(yàn)驗(yàn)證。仿仿真結(jié)果果表明，該濾波波器帶寬寬的可調(diào)調(diào)范圍為為1226 MMHz，阻帶抑抑制率大大于355 dBB，帶內(nèi)內(nèi)波紋小小于05 ddB，采采用18 VV電源，TSMMC 00188m CMOOS

24、工藝藝庫(kù)仿真真，功耗耗小于221 mmW，頻頻響曲線線接近理理想狀態(tài)態(tài)。關(guān)鍵鍵詞：BButtte 1 引引言超寬帶(UWBB)通信信技術(shù)具具有高速速率、高高性能、低功耗耗、低成成本、抗抗多徑衰衰落、易易數(shù)字化化等諸多多優(yōu)點(diǎn)。在因特特網(wǎng)、多多媒體和和無(wú)線通通信技術(shù)術(shù)融合的的今天，它是實(shí)實(shí)現(xiàn)小范范圍內(nèi)無(wú)無(wú)縫覆蓋蓋的無(wú)線線多媒體體傳輸需需求的熱熱門(mén)技術(shù)術(shù)手段，被視為為新一代代無(wú)線個(gè)個(gè)域網(wǎng)物物理層標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)術(shù)。目前UWWB有兩兩大標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)：一是是以Inntell公司為為首提交交的多帶帶正交頻頻分復(fù)用用(MBB-OFFDM)方案;另一個(gè)個(gè)是以FFreeescaale公公司為首首提交的的直擴(kuò)碼碼分多址址(D

25、SS-CDDMA)方案。而MBB-OFFDM方方案已成成為MBBOA聯(lián)聯(lián)盟事實(shí)實(shí)上的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。在在此基礎(chǔ)礎(chǔ)上提出出的時(shí)頻頻交織MMB-OOFDMM方式，與傳統(tǒng)統(tǒng)OFDDM有很很多相似似之處，又符合合FCCC關(guān)于UUWB的的定義，具有UUWB的的特點(diǎn)，是一種種新的UUWB通通信實(shí)現(xiàn)現(xiàn)方式，使得MMB-OOFDMM芯片得得到了越越來(lái)越多多廠商的的支持和和應(yīng)用。2 關(guān)鍵鍵技術(shù)1) 多多頻帶的的劃分FCC公公布UWWB信號(hào)號(hào)的定義義是：相相對(duì)帶寬寬(信號(hào)號(hào)帶寬與與中心頻頻率之比比)大于于0.22或絕對(duì)對(duì)帶寬大大于5000 MMHz的的無(wú)線電電信號(hào)。UWBB系統(tǒng)可可在發(fā)射射功率譜譜密度小小于-441.33

26、 dBBm/MMHz的的情況下下，使用用無(wú)需授授權(quán)的33.110.6 CCHz頻頻段。這這里沒(méi)有有限制UUWB信信號(hào)的實(shí)實(shí)現(xiàn)方式式，只要要絕對(duì)帶帶寬大于于5000 MHHz，并并非要用用脈沖無(wú)無(wú)線電。因此，MB-OFDDM-UUWB技技術(shù)打破破了傳統(tǒng)統(tǒng)觀點(diǎn)?？蓪⑦@這個(gè)頻段段分為114個(gè)帶帶寬為5528 MHzz的子帶帶、5個(gè)個(gè)頻帶組組：1組組：3 16884 7522 MHHz;22組：44 755266 3336 MMHz;3組：6 33367 9920 MHzz;4組組：7 92009 5044 MHHz;55組：99 500411 0556 MMHz。由于UUWB有有效帶寬寬在3.155

27、 GHHz，因因此，只只有1組組中3個(gè)個(gè)子帶可可用，其其余保留留備用。2) 時(shí)時(shí)頻交織織(TFFI)技技術(shù)時(shí)頻交織織技術(shù)示示意圖如如圖1所所示。OFDMM符號(hào)在在3個(gè)子子帶上進(jìn)進(jìn)行時(shí)域域頻域交交錯(cuò)傳輸輸，即在在一個(gè)OOFDMM符號(hào)時(shí)時(shí)間內(nèi)，只有一一個(gè)子帶帶在工作作。通過(guò)過(guò)交錯(cuò)各各子帶信信號(hào)，UUWB系系統(tǒng)就像像使用了了整個(gè)帶帶寬，這這樣就可可在小得得多的帶帶寬上處處理信息息，不僅僅降低設(shè)設(shè)計(jì)的復(fù)復(fù)雜度、功耗及及成本，而且還還能提高高頻譜利利用率和和靈活性性，有助助于在全全球范圍圍內(nèi)符合合相關(guān)的的標(biāo)準(zhǔn)。3) 循循環(huán)前綴綴和保護(hù)護(hù)間隔設(shè)設(shè)計(jì)每個(gè)子帶帶內(nèi)采用用OFDDM調(diào)制制，用1128點(diǎn)點(diǎn)IFFF

28、T完成成，每個(gè)個(gè)子載波波用QPPSK實(shí)實(shí)現(xiàn)星座座映射。OFDDM符號(hào)號(hào)間隔為為3122.5 ns，3個(gè)符符號(hào)為一一個(gè)周期期9377.5 ns，子載波波間隔為為4。采采用600.6 ns循循環(huán)前綴綴對(duì)抗多多徑，99.5 ns保保護(hù)間隔隔提供充充足頻帶帶切換時(shí)時(shí)間，IIFFTT周期為為2422.4 ns，參數(shù)見(jiàn)見(jiàn)表1。通過(guò)跳跳頻將信信息比特特交織到到子載波波上，有有較好的的頻率分分集效果果和抗頻頻率選擇擇性衰落落性能。4) 可可擴(kuò)展性性設(shè)計(jì)MB-TTFI-OFDDM技術(shù)術(shù)具有良良好的可可擴(kuò)展性性，能兼兼顧到目目前技術(shù)術(shù)上的可可實(shí)現(xiàn)性性和可升升級(jí)性。信道編編碼采用用卷積碼碼，碼率率有1/3，111/

29、332，11/2，5/88和3/4，系系統(tǒng)支持持的數(shù)據(jù)據(jù)速率有有55，80，1100，1660，2200，3200，4880 MMbitt/s。使用的的頻帶可可從3個(gè)個(gè)頻帶組組擴(kuò)展到到7個(gè)頻頻帶組。3 系統(tǒng)統(tǒng)性能和和特點(diǎn)3.1 性能分分析利用MAATLAAB軟件件對(duì)MBB-TFFI-OOFDMMUWBB系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行仿真真，圖22所示為為跳頻后后的OFFDM符符號(hào)在33個(gè)子帶帶上的功功率譜密密度仿真真波形，可見(jiàn)，每個(gè)子子帶帶寬寬約為5528 MHzz，采用用時(shí)頻交交織技術(shù)術(shù)能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在相同同的時(shí)間間內(nèi)采用用不同頻頻段工作作，而不不會(huì)引起起符號(hào)間間干擾。因此，在不同同頻帶的的3個(gè)OOFDMM信號(hào)可可并

30、行傳傳輸，系系統(tǒng)容量量大，信信道利用用率高，頻譜更更加靈活活?？煽啃允鞘窍到y(tǒng)性性能的一一個(gè)重要要指標(biāo)，在此用用誤包率率曲線表表示。如如圖3所所示，誤誤包率是是隨著信信噪比的的增加而而減小的的，且相相同誤包包率下，高速率率對(duì)應(yīng)高高信噪比比，因此此，采用用高速率率的MBB-TFFI-OOFDMM超寬帶帶系統(tǒng)，抗噪聲聲和干擾擾能力很很強(qiáng)，有有很大靈靈活性，可方便便適應(yīng)不不同地區(qū)區(qū)的頻譜譜規(guī)范。但高速速率只能能在一定定距離上上獲得，即傳輸輸距離和和速率是是相互制制約的，因此UUWB系系統(tǒng)具有有高速率率、短距距離等特特點(diǎn)?？煽梢?jiàn)，這這種MBB-TFFI-OOFDMMUWBB技術(shù)是是滿足WWPANN的數(shù)據(jù)

31、據(jù)速率與與誤碼率率和傳輸輸距離的的要求的的。3.2 技術(shù)優(yōu)優(yōu)點(diǎn)1) 抗抗多徑、捕獲多多徑信號(hào)號(hào)的能力力強(qiáng)。借借助循環(huán)環(huán)前綴克克服多徑徑信道引引入的時(shí)時(shí)延擴(kuò)展展，用結(jié)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的接接收機(jī)，就能在在高度多多徑環(huán)境境中捕獲獲到更多多信號(hào)，電路簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、成成本低、功耗低低，電池池可支持持移動(dòng)設(shè)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)時(shí)間連續(xù)續(xù)使用。2) 頻頻譜靈活活性強(qiáng)、共存性性好。UUWB使使用無(wú)需需授權(quán)頻頻段，確確保不會(huì)會(huì)對(duì)授權(quán)權(quán)頻段設(shè)設(shè)備產(chǎn)生生干擾。MB-OFDDM-UUWB信信號(hào)是由由A/DD轉(zhuǎn)換器器產(chǎn)生，可用軟軟件動(dòng)態(tài)態(tài)地打開(kāi)開(kāi)或關(guān)閉閉某些特特定頻段段，使其其符合本本地規(guī)定定，這有有助于在在不同國(guó)國(guó)家內(nèi)采采用MBB-OFF

32、DM系系統(tǒng)。3) 設(shè)設(shè)計(jì)復(fù)雜雜度低，上市快快。傳統(tǒng)統(tǒng)OFDDM系統(tǒng)統(tǒng)較復(fù)雜雜，MBB-TFFI-OOFDMM系統(tǒng)經(jīng)經(jīng)過(guò)專門(mén)門(mén)設(shè)計(jì)，只采用用QPSSK調(diào)制制，降低低了IFFFT和和FFTT實(shí)現(xiàn)復(fù)復(fù)雜度以以及對(duì)AADC和和DACC的分辨辨率要求求。模擬擬前端電電路甚至至總體結(jié)結(jié)構(gòu)的設(shè)設(shè)計(jì)，易易于用990 nnm CCMOSS實(shí)現(xiàn)，縮短了了產(chǎn)品投投放市場(chǎng)場(chǎng)的時(shí)間間。4) 安安全機(jī)制制建立方方便。可可建立一一個(gè)嵌入入式、始始終處于于“開(kāi)通通”狀態(tài)態(tài)的安全全架構(gòu)，在協(xié)議議棧的一一些層次次上提供供安全性性和隱私私機(jī)制，確保無(wú)無(wú)線技術(shù)術(shù)所需的的強(qiáng)壯性性和對(duì)用用戶的透透明度。4 技術(shù)術(shù)應(yīng)用與與展望4.1 MB

33、OOA的UUWB通通用平臺(tái)臺(tái)由于IEEEE8802.15.3a標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)現(xiàn)僵局，MBOOA于220044年初成成立了特特別興趣趣小組，著手制制訂和推推廣自己己的物理理層和MMAC層層規(guī)范，力爭(zhēng)成成為全球球事實(shí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。220044年5月月，WiiMeddia聯(lián)聯(lián)盟和113944聯(lián)盟與與MBOOA聯(lián)合合，使得得MBOOA的物物理層和和MACC層規(guī)范范可廣泛泛支持各各種應(yīng)用用層業(yè)務(wù)務(wù)，成為為UWBB標(biāo)準(zhǔn)通通用平臺(tái)臺(tái)，如圖圖4所示示，它可可支持無(wú)無(wú)線USSB、無(wú)無(wú)線13394、通用即即插即用用(UPPNP)、IPP等多種種應(yīng)用。物理層層規(guī)范具具備了4480 Mbiit/ss的空中中解碼能能力，可可進(jìn)一

34、步步升級(jí)，支持無(wú)無(wú)線數(shù)字字顯示接接口(DDVI)和高清清晰媒體體接口(HDMMI)以以及Gbbit/s速率率的數(shù)據(jù)據(jù)傳輸。4.2 Wissairr-UWWB芯片片組MBOAA芯片已已趨于成成熟，具具有代表表性的產(chǎn)產(chǎn)品是WWi-ssairr公司開(kāi)開(kāi)發(fā)的UUWB芯芯片組，已獲得得美國(guó)FFCC認(rèn)認(rèn)證。該該芯片組組包括：基于MMB-OOFDMM方式的的射頻收收發(fā)芯片片(Wii-saair 5022 PHHY RRF cchipp)和基基帶處理理芯片(Wissairr 5331MAACBaasebbandd chhip)。其中中，用00.188m硅硅鍺biiCMOOS工藝藝生產(chǎn)的的5022收發(fā)器器可替代

35、代業(yè)界第第一批符符合WiiMeddia和和MBOOA標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的5001收發(fā)發(fā)器。它它減少了了UWBB無(wú)線解解決方案案的功耗耗、尺寸寸和總成成本，還還支持多多頻帶OOFDMM TFFI和FFFI模模式。占占據(jù)的頻頻譜在33.1 GHzz和4.8 GGHz之之間，主主要是33條5228 MMHz寬寬子頻帶帶。它可可在短距距離上提提供高達(dá)達(dá)4800 Mbbit/s的數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸速率。此外，它包括括一個(gè)片片上帶通通濾波器器、一個(gè)個(gè)具有很很寬可編編程動(dòng)態(tài)態(tài)范圍的的寬帶接接收器、以及一一個(gè)帶有有片上壓壓控振蕩蕩器的超超快速跳跳頻寬帶帶混頻器器。其可可編程的的功率放放大器可可確保最最大允許許輸出功功率。而而且

36、還支支持用22個(gè)天線線來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)天線分分集，不不需要外外部匹配配不平衡衡變壓器器。Wiisaiir5331UWWB基帶帶芯片主主要針對(duì)對(duì)消費(fèi)電電子設(shè)備備不斷增增長(zhǎng)的對(duì)對(duì)超高速速視頻和和數(shù)據(jù)傳傳送的需需求。它它們也適適用于快快速實(shí)現(xiàn)現(xiàn)PC外外設(shè)、移移動(dòng)和汽汽車產(chǎn)品品、以及及要求在在短距離離上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)高速傳傳送的其其他應(yīng)用用。4.3 各廠商商應(yīng)用情情況20066年是UUWB激激活的一一年，在在全球超超寬帶峰峰會(huì)上，有122家廠商商展示了了UWBB產(chǎn)品及及解決方方案。220077年1月月于美國(guó)國(guó)消費(fèi)電電子展(CESS)上，又有不不少?gòu)S商商展出了了基于UUWB技技術(shù)的商商用產(chǎn)品品。如美美國(guó)DCC REED

37、NAA研究所所在梅賽賽德斯-奔馳RR5000上采用用寬帶技技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)高清視視頻播放放，采用用了Inntell的UWWB解決決方案;三星SSC-DD3655無(wú)線數(shù)數(shù)字?jǐn)z像像機(jī)，是是全球首首個(gè)采用用超寬帶帶技術(shù)，以無(wú)縫縫方式顯顯示了通通過(guò)無(wú)線線USBB鏈路發(fā)發(fā)送的視視頻剪輯輯，它不不再需要要取出內(nèi)內(nèi)存或通通過(guò)電線線連接，而是能能將家庭庭電影片片段以無(wú)無(wú)線方式式傳送到到PC進(jìn)進(jìn)行存儲(chǔ)儲(chǔ)或顯示示;華碩碩公司的的一款無(wú)無(wú)線HDDMI產(chǎn)產(chǎn)品，采采用UWWB支持持S-VVideeo端口口、HDDMI信信號(hào)以及及A-DDI的AADV2202JJPEGG20000圖像像解碼芯芯片，可可用于高高速影片片圖片傳傳輸

38、、音音樂(lè)下載載、打印印，以及及PC外外設(shè)與消消費(fèi)電子子產(chǎn)品的的數(shù)據(jù)同同步。220077年5月月，香港港應(yīng)科院院與深圳圳雅圖科科技演示示了他們們共同研研發(fā)的“世界上上第一臺(tái)臺(tái)具無(wú)線線超寬帶帶視頻流流技術(shù)的的超大屏屏幕投影影電視”。4.4 存在問(wèn)問(wèn)題與前前景展望望UWB的的應(yīng)用推推廣有33個(gè)至關(guān)關(guān)重要的的問(wèn)題：一是標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題題，業(yè)界界廠商要要群策群群力制定定標(biāo)準(zhǔn)，才能帶帶來(lái)廣泛泛的互通通和應(yīng)用用;二是是產(chǎn)業(yè)鏈鏈的跟進(jìn)進(jìn)，包括括芯片、系統(tǒng)廠廠商技術(shù)術(shù)與產(chǎn)品品的研發(fā)發(fā)與推廣廣;三是是互聯(lián)互互通的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)和協(xié)議議。WPANN技術(shù)主主要的目目的就是是將電子子設(shè)備之之間的連連線替換換成無(wú)線線連接，使家庭

39、庭或辦公公室中的的各種設(shè)設(shè)備之間間的信息息交換更更加方便便、靈活活和快捷捷。MBB-OFFDM-UWBB技術(shù)又又是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)WPAAN的最最佳選擇擇之一，因此，在數(shù)字字化無(wú)線線家庭網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)數(shù)字化辦辦公室、個(gè)人便便攜設(shè)備備和軍事事等諸多多領(lǐng)域都都有著廣廣闊的發(fā)發(fā)展和應(yīng)應(yīng)用前景景。5 小結(jié)結(jié)MB-TTFI-OFDDM技術(shù)術(shù)是UWWB通信信中一種種新的實(shí)實(shí)現(xiàn)方式式，以它它獨(dú)特的的優(yōu)勢(shì)，將會(huì)促促進(jìn)MBB-OFFDM芯芯片的商商業(yè)化和和產(chǎn)品化化進(jìn)程，使得MMB-OOFDMM方案得得到了越越來(lái)越多多廠商的的支持與與應(yīng)用，從而有有希望成成為WPPAN物物理層的的標(biāo)準(zhǔn)技技術(shù)。該該技術(shù)仍仍處于起起步階段段，市場(chǎng)場(chǎng)

40、潛力巨巨大，發(fā)發(fā)展前景景廣闊。我國(guó)應(yīng)應(yīng)該抓住住國(guó)際上上UWBB的研發(fā)發(fā)熱潮，積極參參與國(guó)際際標(biāo)準(zhǔn)化化活動(dòng)，根據(jù)具具有自主主知識(shí)產(chǎn)產(chǎn)權(quán)的技技術(shù)制定定我國(guó)的的相關(guān)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，積積極開(kāi)拓拓UWBB技術(shù)的的產(chǎn)業(yè)化化道路?；贠FFDM技技術(shù)的44G通信信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)應(yīng)用dzscc.coom文章章出處： 發(fā)布布時(shí)間： 20011/06/23 | 2269 次閱讀讀 | 0次推推薦 | HYPERLINK /data/html/2011-6-23/90305.html#guest#guest l guest#guest 0條留言言引言在221世紀(jì)紀(jì)，移動(dòng)動(dòng)通信技技術(shù)和市市場(chǎng)飛速速發(fā)展，在新技技術(shù)、市市場(chǎng)需求求的共同

41、同作用下下，出現(xiàn)現(xiàn)了第三三代移動(dòng)動(dòng) HYPERLINK /product/searchfile/19032.html 通信系系統(tǒng)-33G,33G中采采用碼分分多址（CDMMA）技技術(shù)來(lái)處處理多徑徑問(wèn)題，以獲得得多徑分分集增益益。然而而在該體體制中，多徑干干擾和多多用戶干干擾始終終并存，在用戶戶數(shù)較多多的情況況下，實(shí)實(shí)現(xiàn)多用用戶檢測(cè)測(cè)是非常常困難的的。并且且CDMMA本身身是一個(gè)個(gè)自擾系系統(tǒng)，所所有的移移動(dòng)用戶戶都占用用相同的的帶寬和和頻率，所以在在系統(tǒng)容容量有限限的情況況下，用用戶數(shù)越越多就越越難達(dá)到到較高的的通信速速率，因因此3GG系統(tǒng)所所提供的的2Mbb/s帶帶寬是共共享式的的，當(dāng)多多個(gè)用

42、戶戶同時(shí)使使用時(shí)，平均每每個(gè)用戶戶可使用用的帶寬寬遠(yuǎn)低于于2Mbb/s,而這樣樣的帶寬寬并不能能滿足移移動(dòng)用戶戶對(duì)一些些多媒體體業(yè)務(wù)的的需求。不同同領(lǐng)域技技術(shù)的綜綜合與協(xié)協(xié)作，伴伴隨著全全新無(wú)線線寬帶技技術(shù)的智智能化，以及定定位于用用戶的新新業(yè)務(wù)，這一切切必將繁繁衍出新新一代移移動(dòng)通信信系統(tǒng)44G。相相比于33G,44G可以以提供高高達(dá)1000Mbb/s的的數(shù)據(jù)傳傳輸速率率，支持持從語(yǔ)音音到數(shù)據(jù)據(jù)的多媒媒體業(yè)務(wù)務(wù)，并且且能達(dá)到到更高的的頻譜利利用率以以及更低低的成本本。為了了達(dá)到以以上目標(biāo)標(biāo)，4GG中必須須采用其其他相對(duì)對(duì)于3GG中的CCDMAA這樣的的突破性性技術(shù)，尤其是是要研究究在移動(dòng)動(dòng)環(huán)

43、境和和有限頻頻譜資源源條件下下，如何何穩(wěn)定、可靠、高效地地支持高高數(shù)據(jù)速速率的數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸。因此此，在44G移動(dòng)動(dòng)通信系系統(tǒng)中采采用了 HYPERLINK /info/2469.html OOFDMM技術(shù)作作為其核核心技術(shù)術(shù)，它可可以在有有效提高高傳輸速速率的同同時(shí)，增增加系統(tǒng)統(tǒng)容量、避免高高速引起起的各種種干擾，并具有有良好的的抗噪聲聲性能、抗多徑徑信道干干擾和頻頻譜利用用率高等等優(yōu)點(diǎn)。本文文將對(duì)OOFDMM的基本本原理以以及其調(diào)調(diào)制/解解調(diào)技術(shù)術(shù)的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)和循環(huán)環(huán)前綴技技術(shù)進(jìn)行行介紹，并在三三個(gè)主要要方面將將OFDDM與CCDMAA技術(shù)進(jìn)進(jìn)行對(duì)比比分析。2 OFFDM技技術(shù)分析析2.1 OF

44、DDM基本本原理正交交頻分復(fù)復(fù)用的基基本原理理可以概概述如下下：把一一路高速速的數(shù)據(jù)據(jù)流通過(guò)過(guò)串并變變換，分分配到傳傳輸速率率相對(duì)較較低的若若干子信信道中進(jìn)進(jìn)行傳輸輸。在頻頻域內(nèi)將將信道劃劃分為若若干相互互正交的的子信道道，每個(gè)個(gè)子信道道均擁有有自己的的載波分分別進(jìn)行行調(diào)制，信號(hào)通通過(guò)各個(gè)個(gè)子信道道獨(dú)立地地進(jìn)行傳傳輸。由于于多徑傳傳播效應(yīng)應(yīng)會(huì)造成成接收信信號(hào)相互互重疊，產(chǎn)生信信號(hào)波形形間的相相互干擾擾，形成成符號(hào)間間干擾，如果每每個(gè)子信信道的帶帶寬被劃劃分的足足夠窄，每個(gè)子子信道的的頻率特特性就可可近似看看作是平平坦的。如圖11所示。因此此，每個(gè)個(gè)子信道道都可看看作無(wú)符符號(hào)間干干擾的理理想信道

45、道。這樣樣，在接接收端不不需要使使用復(fù)雜雜的信道道均衡技技術(shù)即可可對(duì)接收收信號(hào)可可靠地進(jìn)進(jìn)行解調(diào)調(diào)。在OOFDMM系統(tǒng)中中，通過(guò)過(guò)在OFFDM符符號(hào)之間間插入保保護(hù)間隔隔來(lái)保證證頻域子子信道之之間的正正交性，以及消消除由于于多徑傳傳播效應(yīng)應(yīng)所引起起的OFFDM符符號(hào)間的的干擾。因此，OFDDM特別別適合于于在存在在多徑衰衰落的移移動(dòng)無(wú)線線信道中中高速傳傳輸數(shù)據(jù)據(jù)。OFFDM的的原理框框圖如22所示。如圖圖2所示示，原始始高速率率比特流流經(jīng)過(guò)串串/并變變換后變變?yōu)槿舾筛山M低速速率的比比特流dd（M），這些些d（MM）經(jīng)過(guò)過(guò)調(diào)制后后變成了了對(duì)應(yīng)的的頻域信信號(hào)，然然后經(jīng)過(guò)過(guò)加循環(huán)環(huán)前綴、D/AA變換

46、，通過(guò)RRF發(fā)送送出去；經(jīng)過(guò)無(wú)無(wú)線信道道的傳播播后，在在 HYPERLINK /product/searchfile/6243.html 接收機(jī)機(jī)以與發(fā)發(fā)送機(jī)相相反的順順序接收收解調(diào)下下來(lái)，從從而得到到原發(fā)送送信號(hào)。圖22中d（M）為為第M個(gè)個(gè)調(diào)制碼碼元；圖圖中的OOFDMM已調(diào)制制信號(hào)DD（t）的表達(dá)達(dá)式為：式（1）中中：T為為碼元周周期加保保護(hù)時(shí)間間；fnn為各子子載波的的頻率，可表示示為：式（2）中中：f00為最低低子載波波頻率；Ts為為碼元周周期。在發(fā)發(fā)射端，發(fā)射數(shù)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)過(guò)常規(guī)QQAM調(diào)調(diào)制形成成基帶信信號(hào)。然然后經(jīng)過(guò)過(guò)串并變變換成MM個(gè)子信信號(hào)，這這些子信信號(hào)再調(diào)調(diào)制相互互正交的的

47、M個(gè)子子載波，其中/正交00表示的的是載波波頻率間間精確的的數(shù)學(xué)關(guān)關(guān)系，其其數(shù)學(xué)表表示為QQT0ffx（tt）fyy（t）dt=0,最最后相加加成OFFDM發(fā)發(fā)射信號(hào)號(hào)。實(shí)際際的輸出出信號(hào)可可表示為為：在接接收端，輸入信信號(hào)分成成M個(gè)支支路，分分別用MM個(gè)子載載波混頻頻和積分分，恢復(fù)復(fù)出子信信號(hào)，再再經(jīng)過(guò)并并串變換換和常規(guī)規(guī)QAMM解調(diào)就就可以恢恢復(fù)出數(shù)數(shù)據(jù)。由由于子載載波的正正交性，混頻和和積分電電路可以以有效地地分離各各子載波波信道，如下式式所示：式中中dc（m）為為接收端端第m支支路子信信號(hào)。在在整個(gè)OOFDMM的工作作流程中中OFDDM與其其他技術(shù)術(shù)的主要要區(qū)別在在于其采采用的調(diào)調(diào)制/

48、解解調(diào)技術(shù)術(shù)以及循循環(huán)前綴綴的加入入這兩個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)，下面將將對(duì)其進(jìn)進(jìn)行較為為詳細(xì)的的分析。2.2 OFDDM調(diào)制制/解調(diào)調(diào)技術(shù)的的實(shí)現(xiàn)OFFDM系系統(tǒng)的調(diào)調(diào)制和解解調(diào)可以以采用離離散逆傅傅立葉變變換（IIDFTT）以及及離散傅傅立葉變變換（DDFT）來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，在實(shí)實(shí)際應(yīng)用用中，可可以采用用更加方方便快捷捷的逆快快速傅立立葉變換換（IFFFT）和快速速傅立葉葉變換（FFTT）技術(shù)術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)調(diào)制和和解調(diào)，這是OOFDMM的技術(shù)術(shù)優(yōu)勢(shì)之之一。首先先不考慮慮保護(hù)時(shí)時(shí)間，將將式（22）代入入式（11）可得得到如下下等式：式中中ts為為串并變變換前的的信號(hào)周周期，顯顯然，tts=11MTss;令XX（t）為

49、復(fù)等等效基帶帶信號(hào)：對(duì)XX（t）進(jìn)行抽抽樣，抽抽樣頻率率為1tts,即即tk=ktss,則有有：由上上式可知知X（tt）=XX（tkk）為dd（n）的傅立立葉逆變變換。同同樣在接接收端可可以采用用相反的的方法，即離散散傅立葉葉變換得得到：由上上面的分分析可以以看出OOFDMM的調(diào)制制可以由由IDFFT實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，而解解調(diào)可由由DFTT實(shí)現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)統(tǒng)中的子子載波數(shù)數(shù)很大時(shí)時(shí)，可以以采用快快速傅立立葉變換換（FFFT/IIF2FFT）來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)調(diào)制和解解調(diào)，以以顯著地地降低運(yùn)運(yùn)算復(fù)雜雜度，從從而在數(shù)數(shù)字信號(hào)號(hào) HYPERLINK /product/searchfile/8213.html 處理器器 H

50、YPERLINK /product/searchfile/3007.html DSPP上比較較容易實(shí)實(shí)現(xiàn)，因因此能夠夠達(dá)到簡(jiǎn)簡(jiǎn)化4GG通信系系統(tǒng)中硬硬件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的復(fù)雜雜度并減減少設(shè)備備成本的的效果，現(xiàn)存的的還有諸諸如矢量量變換方方式、基基于小波波變換的的離散小小波多音音頻調(diào)制制方式等等，但這這些方式式與OFFDM相相比，實(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜雜度相對(duì)對(duì)較高，因而一一般不會(huì)會(huì)用于44G通信信系統(tǒng)。2.3 循環(huán)前前綴基本本原理在OOFDMM系統(tǒng)中中，為了了最大限限度地消消除符號(hào)號(hào)間干擾擾，在每每個(gè)OFFDM符符號(hào)之間間要插入入保護(hù)間間隔，該該保護(hù)間間隔長(zhǎng)度度Tg一一般要大大于無(wú)線線信道的的最大時(shí)時(shí)延擴(kuò)展展，這樣

51、樣一個(gè)符符號(hào)的多多徑分量量就不會(huì)會(huì)對(duì)下一一個(gè)符號(hào)號(hào)造成干干擾。在這這段保護(hù)護(hù)間隔內(nèi)內(nèi)，可以以不插入入任何信信號(hào)，即即保護(hù)間間隔是一一段空閑閑的傳輸輸時(shí)段。然而在在這種情情況中，由于多多徑傳播播的影響響，會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生信道道間干擾擾，即子子載波之之間的正正交性遭遭到破壞壞，使不不同的子子載波之之間產(chǎn)生生干擾。為了消消除由于于多徑傳傳播造成成的信道道間干擾擾，將原原來(lái)寬度度為T(mén)的的OFDDM符號(hào)號(hào)進(jìn)行周周期擴(kuò)展展，用擴(kuò)擴(kuò)展信號(hào)號(hào)來(lái)填充充保護(hù)間間隔，如如下圖33所示：將保保護(hù)間隔隔內(nèi)的信信號(hào)稱為為循環(huán)前前綴（CCycllicppreffix）。由圖圖3可以以看出，循環(huán)前前綴中的的信號(hào)與與OFDDM符號(hào)號(hào)尾

52、部寬寬度為T(mén)Tg的部部分相同同。在實(shí)實(shí)際系統(tǒng)統(tǒng)中，OOFDMM符號(hào)在在送入信信道之前前，首先先要加入入循環(huán)前前綴，然然后送入入信道進(jìn)進(jìn)行傳送送。接收收端首先先將接收收符號(hào)開(kāi)開(kāi)始的寬寬度為T(mén)Tg的部部分丟棄棄，將剩剩余的寬寬度為T(mén)T的部分分進(jìn)行傅傅立葉變變換，然然后進(jìn)行行解調(diào)。通過(guò)過(guò)在OFFDM符符號(hào)內(nèi)加加入循環(huán)環(huán)前綴可可以保證證在FFFT周期期內(nèi)，OOFDMM符號(hào)的的延時(shí)副副本內(nèi)所所包含的的波形的的周期個(gè)個(gè)數(shù)是整整數(shù)。這這樣，時(shí)時(shí)延小于于保護(hù)間間隔Tgg的時(shí)延延信號(hào)就就不會(huì)在在解調(diào)的的過(guò)程中中產(chǎn)生信信道間干干擾。通過(guò)過(guò)對(duì)上述述兩個(gè)技技術(shù)環(huán)節(jié)節(jié)的分析析可以看看出，OOFDMM的調(diào)制制解調(diào)技技術(shù)可

53、以以降低硬硬件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的復(fù)雜雜度；循循環(huán)前綴綴技術(shù)可可以有效效消除由由于多徑徑傳播造造成的信信道間干干擾影響響。這些些對(duì)于44G通信信系統(tǒng)降降低設(shè)備備成本以以及提高高信號(hào)質(zhì)質(zhì)量都是是至關(guān)重重要的。3 OFFDM與與CDMMA技術(shù)術(shù)的比較較分析作為為4G中中的核心心技術(shù)，4G通通信系統(tǒng)統(tǒng)在頻譜譜利用率率、高速速率多媒媒體服務(wù)務(wù)的支持持、調(diào)制制方式的的靈活性性及抗多多徑信道道干擾等等方面優(yōu)優(yōu)于3GG通信系系統(tǒng)。這主主要緣于于4G采采用的OOFDMM技術(shù)與與3G中中采用的的CDMMA技術(shù)術(shù)在其技技術(shù)特點(diǎn)點(diǎn)上存在在著差異異。下面面就從抗抗多徑干干擾、調(diào)調(diào)制技術(shù)術(shù)以及峰峰均功率率比這三三個(gè)方面面對(duì)OFFD

54、M與與CDMMA的技技術(shù)特點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)對(duì)比分析析。3.1 抗多徑徑干擾無(wú)線線信道中中，由于于信道傳傳輸特性性不理想想容易產(chǎn)產(chǎn)生多徑徑傳播效效應(yīng)，多多徑傳播播效應(yīng)會(huì)會(huì)造成接接收信號(hào)號(hào)相互重重疊，產(chǎn)產(chǎn)生信號(hào)號(hào)波形間間的相互互干擾，使接收收端判斷斷錯(cuò)誤，從而嚴(yán)嚴(yán)重地影影響信號(hào)號(hào)傳輸?shù)牡馁|(zhì)量，易造成成符號(hào)間間干擾。CDDMA系系統(tǒng)中，為了減減小多徑徑干擾，CDMMA接收收機(jī)采用用了分離離多徑（RAKKE）分分集接收收技術(shù)來(lái)來(lái)區(qū)分和和綁定多多路信號(hào)號(hào)能量。為了減減少干擾擾源，RRAKEE接收機(jī)機(jī)提供一一些分集集增益。然而由由于多路路信號(hào)能能量不相相等，試試驗(yàn)證明明，如果果路徑數(shù)數(shù)超過(guò)77或8條條，這種種信

55、號(hào)能能量的分分散將使使得信道道估計(jì)精精確度降降低，RRAKEE的接收收性能下下降就會(huì)會(huì)很快。OFFDM將將高速率率的信號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)換成成低速率率的信號(hào)號(hào)，從而而擴(kuò)展了了信號(hào)的的周期，減弱了了多徑傳傳播的影影響，同同時(shí)通過(guò)過(guò)加循環(huán)環(huán)前綴的的方式，使各子子載波之之間相互互正交，減少了了ISII和各信信道間的的干擾，在4GG的多媒媒體通信信中能夠夠提 HYPERLINK /data/iccompany/detail287.html 高通通信質(zhì)量量。3.2 調(diào)制技技術(shù)CDDMA系系統(tǒng)中，下行鏈鏈路采用用了多載載波調(diào)制制技術(shù)，但每條條鏈路上上的調(diào)制制方式相相同，上上行鏈路路不支持持多載波波調(diào)制，這使得得CDM

56、MA系統(tǒng)統(tǒng)喪失了了一定的的靈活性性；同時(shí)時(shí)，由于于此鏈路路的非正正交性，使得不不同調(diào)制制方式的的用戶會(huì)會(huì)產(chǎn)生很很大的噪噪聲干擾擾。OFFDM的的上、下下行鏈路路都采用用多載波波調(diào)制技技術(shù)，并并且每條條鏈路中中的調(diào)制制方式也也可以根根據(jù)實(shí)際際信道的的狀況/自適應(yīng)應(yīng)調(diào)制00,從而而更加靈靈活。在在信噪比比（SNNR）滿滿足一定定要求的的前提下下，對(duì)質(zhì)質(zhì)量好的的信道可可以采用用高階調(diào)調(diào)制技術(shù)術(shù)（166QAMM等）；在信道道質(zhì)量差差的情況況下，可可以采用用低階調(diào)調(diào)制技術(shù)術(shù)（QPPSK等等），從從而使系系統(tǒng)可以以在頻譜譜利用率率和誤碼碼率之間間得到最最佳配置置。3.3 峰均功功率比峰均均功率比比就是峰峰

57、值與均均值的功功率比，定義為為信號(hào)的的最大峰峰值功率率和同一一信號(hào)平平均功率率之比，簡(jiǎn)稱峰峰均比。在實(shí)實(shí)際應(yīng)用用中這是是一個(gè)不不容忽視視的重要要因素。因?yàn)檩^較高的PPAPRR將導(dǎo)致致發(fā)送端端對(duì) HYPERLINK /product/searchfile/425.html 功率率放大器器的線性性要求也也較高，這意味味著要設(shè)設(shè)備的功功耗將增增大，因因此就要要提供額額外功率率、 HYPERLINK /product/file505.html 電池池備份和和擴(kuò)大設(shè)設(shè)備的尺尺寸，從從而導(dǎo)致致設(shè)備成成本的提提高。CDDMA系系統(tǒng)的PPAPRR一般在在5-111dBB,并會(huì)會(huì)隨著數(shù)數(shù)據(jù)速率率和使用用碼數(shù)的的

58、增加而而增加。OFDDM信號(hào)號(hào)是由多多個(gè)獨(dú)立立的經(jīng)過(guò)過(guò)調(diào)制的的正交子子載波信信號(hào)疊加加而成，這種合合成信號(hào)號(hào)有可能能產(chǎn)生比比較大的的峰值功功率，從從而帶來(lái)來(lái)較大的的PAPPR。目目前，用用來(lái)控制制OFDDM的PPAPRR的技術(shù)術(shù)主要有有以下兩兩種：（11）信號(hào)號(hào)失真技技術(shù)采用用修剪技技術(shù)、峰峰值窗口口去除技技術(shù)或峰峰值刪除除技術(shù)使使峰值振振幅值簡(jiǎn)簡(jiǎn)單地線線性去除除。（22）擾碼碼技術(shù)采用用擾碼技技術(shù)，使使生成的的OFDDM的互互相關(guān)性性盡量為為0,從從而使OOFDMM的PAAPR減減少。具具體的實(shí)實(shí)現(xiàn)技術(shù)術(shù)包括：編碼、局部擾擾碼、部部分發(fā)送送序列。綜上上所述，在抗多多徑干擾擾、調(diào)制制技術(shù)方方面

59、，OOFDMM的性能能優(yōu)于CCDMAA技術(shù)，并且可可以通過(guò)過(guò)其他技技術(shù)來(lái)降降低其峰峰均功率率比。與與第三代代移動(dòng)通通信系統(tǒng)統(tǒng)相比，OFDDM以其其更加靈靈活的調(diào)調(diào)制方式式、更強(qiáng)強(qiáng)的抗多多徑干擾擾的能力力以及更更高的頻頻譜利用用率，全全面提高高了4GG通信系系統(tǒng)的性性能，改改善了44G移動(dòng)動(dòng)業(yè)務(wù)的的服務(wù)質(zhì)質(zhì)量，并并且大幅幅度降低低了4GG通信系系統(tǒng)的成成本，因因而成為為4G中中不可或或缺的核核心技術(shù)術(shù)。4 結(jié)語(yǔ)語(yǔ)OFFDM通通過(guò)頻域域劃分互互相正交交的子信信道使其其頻譜效效率與傳傳統(tǒng)的頻頻分復(fù)用用技術(shù)相相比有顯顯著提高高，同時(shí)時(shí)由于子子信道可可以劃分分得很窄窄因而每每一個(gè)子子信道都都很平坦坦，避

60、免免了使用用復(fù)雜的的均 HYPERLINK /product/file187.html 衡器器。通過(guò)過(guò)使用循循環(huán)前綴綴，一方方面消除除了OFFDM符符號(hào)間干干擾，另另一方面面保證了了子載波波之間的的正交性性，這對(duì)對(duì)于頻率率選擇性性衰落信信道克服服多徑干干擾尤其其有效。但是，OFDDM還不不是盡善善盡美并并存在許許多問(wèn)題題需要解解決。日日后在44G的深深入研究究中應(yīng)考考慮將OOFDMM與其他他技術(shù)進(jìn)進(jìn)行結(jié)合合（OFFDM-CDMMA等），從而而達(dá)到更更好的通通信質(zhì)量量?；趯?dǎo)頻頻信號(hào)的的MIMMO-OOFDMM 同步步技術(shù)dzscc.coom文章章出處： 發(fā)布布時(shí)間： 20011/03/07 |