【毕业设计】正交频分复用OFDM技术的研究

正交频分复用的应用可以追溯到个世纪以前，那时很多个低速率的信号，例如电报，分别使用多个不同的载波频率和相对较宽的带宽进行传输。

为了方便在接收端能够将信号区分出来，各个载波频率之间间隔足够远，以使得信号频谱不相互交叠。

各载波频率之间间隔的频谱区间可保证接收端可以使用很容易实现的滤波器将信号分离开来。

结果导致频谱利用率非常低。

另种方法是使用不同频率的载波来传送单个高速率信息流的不同比特，而不是使用它们分别传输不同的信息流。

这种情况下，信号源应该采用并行输出，或者串行的信号源输出通过个串并变换器之后的成为并行输出。

在同种信道下可以将这种并行传输技术与单载波高速率的串行传输技术进行比较。

对于并行系统如果直接采用多对发射机和接收机来构成，与单载波系统相比，其实现起来的代价当然更高。

并行系统中每个子信道将传输低速率的信息流，速率由子信道的带宽决定。

所有子信道的信息率之和般小于在与并行系统相同的带宽下采用单载波串行传输方案的信息率，这是由于在并行系统子载波之间存在些保护间隔。

但在另方面，单载波系统更容易产生符号间串扰。

这是由于串行高速率传输的每个信息码元的周期短，占用带宽较宽，并行传输的每个子信道上码元周期长，占用带宽窄，从而串行高速率传输容易引入更大的失真。

在均衡技术产生之前，虽然需要更高的造价以及它的频带利用率低，但并行传输技术是在色散信道上实现高速率传输的有效方法。

并行传输技术的种额外的优点是它能抵抗多种形式的脉冲噪声。

种后来实现的多载波系统在每个子载波上使用点的调制，接收机使用相关检测。

子载波之间的频率间隔等于码元速率，这样达到了最优的频谱利用率。

这项技术的另个特点是在频域使用了简单的编码。

上面的这种方法确实满足了以码元速率为间隔的多载波信号之间的正交性要求。

然而每个子载波上形状的频谱特性不够理想。

这样注定大量子载波之间的频谱相互交叠。

并且，由于最低和最高的两个子信道的频谱衰减较慢，使得整个多载波系统的频谱占用更大的空间。

由于这些原因，我们希望每个子信道的频谱带限，仅与临近的子信道产生频谱交叠，而且仍然保持相互正交性。

年成功地将用到并行传输系统中作为调制解调的手段。

这样来，不但可以去掉频分复用所需要的子载波振荡器组解调用带通滤波器组，并且可以利用那些很方便就可以实现快速傅立叶变换的专用器件来实现全数字化的调制解调过程。

解决复杂性问题的主要进展是在调制和解调中使用了。

这进展同时发生在数字信号处理技术引入设计的时期。

这技术主要包括将输入信息打包成每组数据为个复数码元的多个组，每组中的个复数码元在个子信道上传输。

实现时对每组数据进行后串行的传输。

在接收端对信号取样后，对每组数据进行，恢复所传输的信息。

这种形式的通常称为离散多音频。

传输线路上的信号频谱与个并行的信号的频谱是致的，就是以码元速率为间隔的个频率的信号。

每个这样的信号传输原来输入的每个复数码元。

与早期的系统类似，每个信号的频谱形状为，其频谱在其它子载波中心频率处为零。

技术最重要的优点是算法的高效性。

点仅需要量级的乘法，而不是直接计算所需的量级的乘法。

如果为的幂次，算法将非常高效，虽然般情况下不定为的幂次。

由于的使用，系统与相当的使用均衡技术的单载波系统相比般每单位时间将需要更少的计算量。

两种系统的总的成本相比，谁更好仍然是不清楚的，但是在大多数情况下它们的成本将近似相同。

在过去的年中，技术，或者特别的讲，技术，已经得到广泛的应用。

曾经制造出多种话音，但由于没有被标准化组织采纳，而没有成功实现商业化。

已经被采纳作为的标准，这种技术能够在普通电话线上实现从电话局到用户的几速率的数据传输，同时实现从用户到电话局的低速率传输。

在很多无线应用中特别成功，其具有在多径环境下的优良性能。

无线接收机的难点是需要检测出经过时间和频率选择性衰落的信号。

技术与适当的编码和交织技术结合，对于抗无线信道的干扰具有优良的性能。

是种无线环境下的高速传输技术。

无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，这样，尽管总的信道是非平坦的，也就是具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，并且在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。

在以后的发展中，得到了更加深入的研究，其应用范围更加广泛。

在八十年代，的研究已经发展到高速调制解调器数字移动通信等方面。

九十年代，的研究开发推广到了无线信道上的宽带通信数字用户环路数字音频广播，高清复用后的个子码流分别输入比特交织器图标中，即调制图仿真分析图的比特交织器，对个子码流分别地进行比特交织。

比特交织完成后，输出的比特流由交织器图标完成数据交织，再由符号映射器图标完成符号映射。

随后由图标完成的调制功能。

为了仿真系统的频道传输延迟，在两个通道中分别加入了定的延迟量。

后续图标是对应于前面的调制模块构成的解调模块，分别与调制模块的图标相对应。

图标为的解调器，图标为的逆映射器，图标为符号解交织器，图标为比特解交织，图标完成比特复用。

最后由卷积解码器图标对解调器的输出进行编码率的卷积码解码。

系统输出由观察窗图标进行观察。

信源经调制解调后的输出与原来的信源同送到误码率图标中为了保证两路信号的同步，原信息信号经过了适当的延迟。

运行系统，误码率计算的输出为。

也就是说，系统按照标准规定的编码交织以及相应的解码解交织后，完全恢复了原来的信息信号。

同时，两路信号分别通过探头由探头示波器输出观察，运行结果如图所示。

对波形进行比较可见，两路信号完全相同。

图原信息信号与调制解调后的输出波形比较图原信息信号与调制解调后的输出波形比较本章小结随着人们对带宽需求不断的增加，基于技术工作在接口速率可达的标准作为标准的后续技术逐渐成为目前研究的重点。

本章通过分析无线局域网的基本原理，以及采用仿真软件分析了在无线局域网中的应用，进步阐明了技术的优越性。

第四章总结与展望论文首先研究了理论，重点分析了在频率选择性衰落信道中技术解决码间干扰问题的原理总结分析了基于的无线局域网，利用对基于无线局域网系统进行了仿真，并对可能影响结果的信噪比调制映射和信道进行了分析，结果符合预期。

正交频分复用到今天已经经过了三十多年的发展过程，尤其是八十年代以后，借助现代的超大规模集成电路技术和数字信号处理理论的发展，其发展更是突飞猛进。

今天，在国外已经得到了广泛的应用，公用数字电话网数字移动通信高速数字用户线数字音频广播高清晰度电视等等各个方面都有的报道。

随着笔记本电脑的普及，无线局域网产品的市场有了快速的发展，办公及个人用户开始在酒店公寓仓储等环境中应用无线局域网技术建立局域网，实现数据共享文件传输无线上网等功能。

随着人们对带宽需求不断的增加，基于技术工作在接口速率可达的标准作为标准的后续技术逐渐成为目前研究的重点。

致谢首先，我要感谢我尊敬的导师董增寿老师。

在整个毕业设计过程中给予我的精心指导和教导我们如何写毕业论文。

他严谨的学习态度和认真的教导更使我终身难忘。

在此，我对董老师至上最诚挚的感谢。

另外，我还要感谢所有关心和帮助我的朋友和同学，在我进行毕业设计的过程中给予了我很大的帮助，指导我如何理解软件的使用功能和写论文的注意点。

最后感谢各位老师在百忙之中给予我毕业设计的指导和批评，希望你们能够对我的不足提出宝贵的意见和建议，最后谢谢各位老师。

参考文献吴伟陵，移动通信中的关键技术，北京邮电大学出版社电子工业出版社，张力军，张宗橙，郑宝玉译，电子工业出版社姜丹，信息论与编码，中国科学技术大学出版社李建东，杨家玮，个人通信，人民邮电出版社，吕浚哲，的信道均衡技术，西安电子科技大学硕士学位论文，王有政，无线局域网和个人通信系统微波与数字通信国家重点实验室人民邮电出版社青松，程岱松，武建华，数字通信系统的仿真与分析，北京航空航天大学出版社，高书莉，罗朝霞，可编程逻辑设计技术及应用，人民邮电出版社，目录摘要第章绪论引言的提出和发展第二章原理引言多载波调制并行传输体制概述基本原理系统性能特点本章小结第三章基于的无线局域网引言物理层结构子层仿真分析软件简介无线局域网的实现框图采用进行仿真分析。

本章小结第四章总结与展望致谢参考文献正交频分复用技术的研究摘要即正交频分复用，是种特殊的多载波调制技术。

全称为正交频分复用，是种新型的高效的多载波调制技术，它能够有效地对抗多径传播，使受到干扰的信号能够可靠地接收。

经过几十年的开发之后，不但被广泛地应用于高速数字通信中，而且已扩展到其他领域。

同时现代数字信号处理技术和超大规模专用集成电路的发展也使得快速傅立叶变换的实现变的更加容易，使该技术的实现费用更趋实际，为以后广泛应用于通信领域开辟了道路。

论文首先研究了理论，重点分析了在频率选择性衰落信道中技术解决码间干扰问题的原理总结分析了基于的无线局域网，利用对基于无线局域网系统进行了仿真，并对可能影响结果的信噪比调制映射和信道进行了分析，结果符合预期。

关键词正交频分复用，多载波调制，信噪比，调制映射，第章绪论引言个人通信是人类通信的最高目标，它是用各种可能的网络技术实现任何人在任何时间任何地点与任何人进行任何种类的信息交换。

这种境界使用户彻底摆脱了终端的束缚。

实现这种境界最基本要求就是满足用户的移动性。

为了实现无线个人通信，工业界学术界和各种标准化组织都在进行广泛深入的研究和讨论。

而这些讨论和研究的焦点无非是要面对系统的容量新道的分配方法设计的复杂性和系统性能的折衷。

就移动通信而言，在信道中广泛存在着三类扩散。

这就带来的三种选择性快衰落。

即传播上非点波束引起的波束的角扩散，并由它引起的空间选择性衰落用户的快速移动引起的在频率上的多普勒扩散，而由它引起的时间选择性衰落以及由于传播上多径效应所引起的在时间上的时延功率谱扩散和由它引起的频率选择性衰落。

为了对付这三类三维扩散而引起的三种不同的选择性衰落，人们绞尽脑汁并想尽了切办法予以克服。

专门为克服角度扩散而引起的空间选择性衰落的分集接收技术专门为克服多普勒频率