上 海 交 通 大 学 博 士 学 位 论 文减 少 OFDM 系 统 的 峰 均 功 率 比 的 研 究— xiv —
第 一 章绪 论1.1 选 题 意 义 与 背 景近 年 来 , 由 于 数 字 信 号 处 理 (DSP) 技 术 和 计 算 机 技 术 的 飞 速 发 展 , 在 有 线或 无 线 信 道 上 进 行 快 速 和 可 靠 地 传 输 多 媒 体 信 息 的 需 求 显 著 增 加 。 而 高 速 通信 系 统 不 仅 需 要 高 效 地 利 用 有 限 的 带 宽 来 保 持 高 速 的 信 息 传 输 速 率 , 而 且 为了 获 得 较 低 的 误 比 特 率 (BER), 还 必 须 能 对 抗 相 干 信 道 干 扰 、 脉 冲 噪 声 、 频率 选 择 性 衰 落 等 不 良 因 素 的 影 响 。 对 于 高 速 数 据 业 务 来 说 , 传 统 的 单 载 波 时分 多 址 (TDMA,Time Division Multiple Access) 系 统 和 窄 带 码 分 多 址 (CDMA,Code-Division Multiple Access) 系 统 都 存 在 很 大 的 缺 陷 。 由 于 无 线 信 道 存 在 时延 扩 展 , 而 且 高 速 信 息 流 的 符 号 宽 度 又 相 对 较 短 , 所 以 符 号 之 间 会 存 在 较 严 重的 符 号 间 干 扰 (ISI,Intersymbol Interference), 由 此 对 单 载 波 TDMA 系 统 使 用 的均 衡 器 提 出 了 非 常 高 的 要 求 , 即 抽 头 数 量 要 足 够 大 , 训 练 符 号 要 足 够 长 , 从 而均 衡 器 算 法 的 复 杂 度 也 会 大 大 增 加 。 对 于 CDMA 系 统 来 说 , 其 主 要 问 题 是 扩 频增 益 与 高 速 数 据 流 之 间 的 矛 盾 。 在 保 证 相 同 带 宽 的 前 提 下 , 高 速 数 据 流 所 使 用的 扩 频 增 益 就 不 能 太 高 , 这 就 大 大 限 制 了 CDMA 系 统 抵 抗 噪 声 的 优 点 , 从 而 使得 系 统 的 软 容 量 受 到 一 定 的 影 响 。 如 果 保 持 原 来 的 扩 频 增 益 , 则 必 须 要 相 应 地提 高 带 宽 。正 交 频 分 复 用 (OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 技 术是 第 四 代 无 线 通 信 的 核 心 技 术 [1–6]。 尽 管 其 提 出 已 有 40 多 年 的 历 史 [1,3], 但 是这 种 多 载 波 传 输 技 术 在 双 向 无 线 数 据 方 面 的 应 用 却 是 近 10 年 来 的 新 趋 势 [7–9]。OFDM 作 为 一 种 可 以 有 效 对 抗 符 号 间 干 扰 (ISI,Intersymbol Interference) 的高 速 传 输 技 术 , 引 起 了 广 泛 的 关 注 [7–9]。OFDM 在 1966 年 由 贝 尔 实 验 室 申请 美 国 专 利 [1]。 其 基 本 思 想 是 把 高 速 的 数 据 流 通 过 串 并 变 换 , 分 配 到 速率 相 对 较 低 的 若 干 个 频 率 子 信 道 中 进 行 传 输 [2]。OFDM 的 特 点 是 各 子 载波 相 互 正 交 , 所 以 扩 频 调 制 后 的 频 谱 可 以 相 互 重 叠 , 从 而 大 大 提 高 了 频 谱利 用 率 [3]。 同 时 OFDM 技 术 也 能 很 好 地 对 抗 频 率 选 择 性 衰 落 和 窄 带 干 扰 ,并 能 完 全 利 用 可 获 得 的 带 宽 [5, 6]。 但 对 较 大 数 量 的 子 载 波 系 统 而 言 , 由于 并 行 系 统 需 要 多 个 信 号 发 生 器 和 相 干 解 调 器 , 而 使 用 模 拟 滤 波 器 实 现的 系 统 复 杂 度 较 高 , 这 使 得 OFDM 这 种 技 术 变 得 相 当 复 杂 和 难 以 实 现 。 直到 1971 年 ,Weinstein 和 Ebert [4] 将 DFT/IDFT 应 用 到 OFDM 系 统 的 复 用 、 调 制— 1 —
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