燕山大学本科生毕业设计(论文)
附录2
燕 山 大 学
本科毕业设计(论文)文献综述
课题名称:OFDM技术及应用 学院(系): 里仁学院电子工程系 年级专业: 05通信4班 学生姓名: 刘彦波 指导教师: 肖丽萍 完成日期: 4月1号
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一、课题国内外现状 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的提出已有近40年的历史,第一个实际应用是军用的无线高频通信。近年来,由于数字信号处理技术的发展,OFDM作为一种可以有效对抗码间干扰的高速传输技术,已成功应用于非对称数字用户环路、无线本地环路、数字音频广播、高清晰电视、无线局域网等系统中。它可以有效地消除信号多径传输所造成的ISI现象,因此在移动通信中的运用也是大势所趋。未来移动通信系统需要能够用有限的频谱资源来提供更多的通信业务、更高的通信速率和更好的通信质量,因此所采用的无线通信技术必须能够进行宽带数据传输且保持一定的通信质量,能对抗宽带信道的种种不利特性。而OFDM系统,可以出色地解决高速信息流在无线信道中的传输问题,满足宽带要求更高的多媒体业务和更快的网络浏览速度,从而引起越来越多的关注。 二、研究主要成果
由于OFDM系统的良好性能及应用价值,对OFDM系统的研究聚集了越来越多的学者,使得其技术日趋成熟。宽带无线局域网标准IEEE802.11系列和宽带无线城域网标准IEEE802.16系列均定义了OFDM通信方式。OFDM系统的自适应技术研究较著名的分配算法有:Hughes-Hartogs梯度分配算法,Chow and Bingham 算法,Fischer-Huber算法。在减小OFDM系统中PAPR的解决方案主要有:限幅技术,编码技术,相位控制技术,星座图扩展技术。其中限幅类技术有:直接削波法,压扩削波法,升余弦脉冲峰值抵消法;相位控制类技术有:映射法(SLM),部分传输序列法(PTS),子块相位加权法(SPW);星座图类技术有:活跃星座图扩展法(ACE),音调注入法(TI);还有虚构序列插入法,交织法。OFDM信道估计技术有:FFT插值算法,卡尔曼滤波算法等。OFDM系统频偏估计技术有:Park算法,ML算法等。 三、发展趋势
由于OFDM系统以下优点:1.在窄带带宽下也能够发出大量的数据,OFDM技术能同时分开至少1000个数字信号,而且在干扰信号的周围可以安全运行,正是由于具有了这种特殊的信号“穿透能力”使得OFDM技术深受
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欧洲通信营运商以及手机生产商的喜爱和欢迎。2.OFDM技术能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化,由于通信路径传送数据的能力会随时间发生变化,所以OFDM能动态地与之相适应,并且接通和切断相应的载波以保证正常通信。3.OFDM技术可以自动地检测到存在高衰减或干扰脉冲的那一个载波,然后采取合适的调制措施来使指定频率下的载波进行正常通信。4.OFDM技术特别适用于高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号撒播的地区。因此从20世纪80年代以来,OFDM已经在数字广播,数字视频广播,基于IEEE802.11 标准的无线本地局域网以及有线电话网上基于现有铜绞线的非对称高比特率数字用户技术中得到了应用。并且,OFDM还易于结合空时编码,分集,干扰抑制,以及智能天线等技术,最大程度地提高物理层信息传输的可靠性。如果再结合自适应调制,自适应编码以及动态子载波分配,动态比特分配算法技术,可以使其性能进一步得到优化。 四、存在问题
第一,同步问题。理论分析和实践都表明,OFDM系统对同步系统的精度要求更高,大的同步误差不仅造成输出信噪比的下降,还会破坏子载波间的正交性,造成载波间干扰,从而大大影响系统的性能,甚至使系统无法正常工作。第二,OFDM信号的峰值平均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)往往很大,使它对放大器的线性范围要求大,同时也降低了放大器的效率。OFDM在未来通信系统中的应用,特别是在未来移动多媒体通信中的应用,将取决于上述问题的解决程度。 五、参考文献
1 周恩、张兴、日邵彪等.下一代带宽无线通信OFDM技术,北京:北京人民出版社,1998,36-45
2 罗宏.第四代移动通信技术简介.广州:广东通信技术出版社,2003.12-16 3 张亚娟.OFDM系统同步技术研究:(硕士学位论文).大连理工大学,2004,7-10
4 J.L.Zhang, M.Zwang. and W.L.Zhu.A Novel OFDM Frame Synchronization Scheme.1993,12(5):26-29
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5 J.Lee and L E.Miller.CDMA System EngiIleerillg Handbook[M].London:Artech House, 1998,(10):56-59
6 B.vucetic.Spread Sperm Communication.AddisonWeless CommunicatioIls Series.1995,(8):10-12
7 J.D.Gibson.The Mobile Conmmunications Handbook[M].London:CRC Press,1999,(6):15-17
8 T.Ojanpera and R.Prasad.Wideband CDMA for Third Generation Mobile Communications.Artech House Publishers,1998,(6):20-23
9 伊长川,罗涛,乐光新.多载波宽带无线通信技术.北京:北京邮电大学出版社,2004,20-24
10 丁玉美,高西全数字信号处理(第二版).西安:西安电子科技大学出版社,2002,10-12
11 胡广书.数字信号处理一理论:算法与实现.北京:清华大学出版社,1997,40-41
指导教师审阅签字:
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附录3 通信原理简介
通信是电子技术最初得到的应用之一。今天,在光纤、卫星电视、传真机和蜂窝电视普遍应用时代,通信系统仍处在引导电子技术发展的前沿。人们常说我们生活在一个信息时代,通信技术对信息的产生、存储与转换有着至关重要的作用。
构成通信系统最普通的一些基本要素有:发射机、接收机,以及通信信道。
任何通信系统都是通过信道将信息从信源传送到目的地,来自信源的信息一般是不能够通过信道直接传输的,因此,在一端要用到被称为是发射机的装置,另一端要用到被称为是接收机的装置。
信号源或信息信号可以是模拟的或数字的。最常见的例子是模拟音频信号、视频信号即数据。信息源常被称为信号所占有的频率范围,例如,电话质量的语音信号,包含着300Hz~3kHz的频率范围,而模拟高保真音乐信号大概需要20Hz~20kHz的频率范围。
电视信号比音频信号需要更高的频率范围。一个电视广播质量的视频信号需要6~8MHz的频率范围。
数字信号源于音频信号或视频信号,或由数据组成(如,文字数字和字符)。数字信号可以有任意带宽,这要取决于每秒传送的比特数和所采用的将二进制数1和0转换成电信号的方法。
通信信道可以是任何媒质:一对导体、一条光纤或者是我们生活的自由空间。有时信道可以直接承载信息。例如,语音信号可以直接由一对双绞线电话电缆来承载。另一方面,自由空间无线链路不能直接用于承载语音信号,这就需要使用一个载波信号,它的频率能够使语音信号通过信道传输或传播。载波由信息信号改变或调制,这样信号才能够在接收端被恢复。当使用载波时,信息信号被称为调制信号。由于载波频率远比信息信号的频率高,所以信息信号的频谱常被称为基带信号,这样,信息信号、调制信号和基带
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