减少OFDMç³»ç»Ÿçš„å³°å‡åŠŸçŽ‡æ¯”çš„ç ”ç©¶ - Wen Chen - 上海交通大学

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 究和 解 调 中 , 为 OFDM 的 实 用 化 奠 定 了 理 论 基 础 , 从 而 很 方 便 地 实 现 了 多 路 信号 的 复 合 和 分 解 , 大 大 简 化 了 系 统 实 现 的 复 杂 度 。OFDM 技 术 已 经 成 功 地 应用 于 非 对 称 数 字 用 户 环 路 (ADSL,Asymmetric Digital Subscriber Line), 无 线本 地 环 路 (WLL,Wireless Local Loop), 数 字 音 频 广 播 (DAB,Digital AudioBroadcasting), 高 清 晰 度 电 视 (HDTV,High-definition Television), 无 线 局 域网 (WLAN,Wireless Local Area Network) 等 系 统 中 , 它 可 以 有 效 地 消 除 信 号 多径 传 播 所 造 成 的 ISI 现 象 , 因 此 在 移 动 通 信 中 的 运 用 是 大 势 所 趋 。1995 年 , 欧洲 电 信 标 准 协 会 (ETSI) 第 一 个 制 定 了 基 于 OFDM 的 DAB 标 准 , 接 着 在 1997 年 ,基 于 OFDM 的 DVB 标 准 也 开 始 采 用 。1998 年 ,IEEE802.11 标 准 组 采 用 OFDM 作为 WLAN( 工 作 于 5GHz 频 段 ) 的 物 理 层 标 准 , 这 是 OFDM 第 一 次 被 应 用 于 分 组业 务 通 信 系 统 中 。 此 后 ,ETSI, BRAN 和 MMAC 也 纷 纷 采 用 OFDM 作 为 其 物 理层 标 准 。与 传 统 的 单 载 波 系 统 和 CDMA 系 统 相 比 ,OFDM 技 术 有 以 下 优 点 [1–6]:1) 把 高 速 率 数 据 流 通 过 串 并 转 换 , 使 得 每 个 子 载 波 上 的 数 据 符 号 持 续 长 度相 对 增 加 , 从 而 有 效 地 减 少 由 于 无 线 信 道 的 时 间 弥 散 所 带 来 的 ISI 和 信 道 间 干扰 (ICI,Inter-Channel Interference), 减 少 了 接 收 机 内 均 衡 的 复 杂 度 。 而 通 过插 入 循 环 前 缀 的 方 法 来 消 除 ISI 和 ICI 的 不 利 影 响 , 使 得 OFDM 的 信 道 均 衡 比 单载 波 系 统 的 自 适 应 均 衡 技 术 更 简 单 。2) 由 于 OFDM 系 统 的 各 个 子 载 波 间 相 互 正 交 , 并 允 许 子 信 道 的 频 谱 相 互 重叠 , 因 此 与 常 规 的 频 分 复 用 系 统 相 比 ,OFDM 系 统 可 以 最 大 限 度 地 利 用 频 谱 资源 。3) 各 个 子 信 道 的 正 交 调 制 和 解 调 可 以 通 过 离 散 Fourier 变 换 (DFT) 和 反 变换 (IDFT) 来 实 现 。 当 子 载 波 数 较 大 时 , 可 以 用 FFT 和 IFFT 实 现 , 从 而 大 大 减少 了 OFDM 的 硬 件 复 杂 性 。4) 通 过 把 信 道 分 成 多 个 窄 带 平 滑 的 衰 落 子 信 道 ,OFDM 系 统 比 单 载 波 系 统可 以 很 好 地 对 抗 频 率 选 择 性 衰 落 和 窄 带 干 扰 。5)OFDM 系 统 比 单 载 波 系 统 对 采 样 时 间 偏 移 更 不 敏 感 。6)OFDM 系 统 比 单 载 波 系 统 对 抗 相 干 信 道 干 扰 和 脉 冲 噪 声 更 为 稳 健 。由 于 OFDM 系 统 存 在 多 个 正 交 的 子 载 波 , 而 且 其 输 出 信 号 是 多 个 子 信 道 的叠 加 , 因 此 与 单 载 波 系 统 相 比 , 存 在 以 下 缺 点 [5–7]:1) 易 受 频 率 偏 差 的 影 响 。OFDM 系 统 比 单 载 波 系 统 对 频 率 偏 差 更 为 敏 感 。由 于 OFDM 系 统 的 子 信 道 的 频 谱 相 互 重 叠 , 频 率 偏 差 使 得 子 载 波 间 的 正 交 性— 2 —