OFDM技术背景发展及现状

1、OFDM技术背景发展及现状1背景及意义正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）多载波系统采用了正交频分信道，能够在不需要复杂的均衡技术情况下支持高速无线数据传输，并具有很强的抗衰落和抗符号间干扰的能力，现在OFDM已经在欧洲的数字音视频广播，欧洲和北美的高速无线局域网系统，高比特数字用户线以及电力载波通信中得到了广泛应用。由于OFDM信号在时域上是由N个子载波信号叠加而成，当这些子载波信号相位一致时峰值叠加会产生最大峰值，导致较高的峰均功率比（Peakto-Average power Ratio，PAPR），当放大器以及A/

2、D转换器的线性动态范围不能满足信号的变化，就会引起信号失真，产生子载波之间的互调干扰和带外辐射，破坏子载波间的正交性，降低系统效率。为此，降低信号的峰均比值显得尤为重要1。2 OFFDM技技术的发发展及现现状正交频分分复用是是一种把把高速率率的串行行数据通通过频分分复用来来实现并并行传输输的多载载波传输输技术，其思想想早在220世纪纪60年代代就己经经提出了了，但由由于并行行传输系系统需要要基带成成形捧波波器阵列列，正弦弦波载波波发生器器阵列及及相干解解调阵列列，采用用传统的的模拟的的方法实实现是相相当复杂杂的、昂昂贵的，因而早早期并没没有得到到实际应应用。119711年，Weeisttein

3、n和Ebeert提提出了用用离散傅傅立叶变变换(DDFT)来实现现多载波波调制，人们开开始研究究并行传传输的多多载波系系统的数数字化实实现方法法，将DDFT运运用到OOFDMM的调制制解调中中，为OOFDMM的实用用化奠定定了基础础，大大大简化了了多载波波技术的的实现。运用DDFT实实现的OOFDMM系统的的发送端端不需要要多套的的正弦发发生器，而接收收端也不不需要用用多个带带通滤波波器来检检测各路路子载波波，但由由于当时时的数字字信号处处理技术术的限制制，OFFDM技技术并没没有得到到广泛应应用。880年代代，人们们对多载载波调制制在高速速调制解解调器、数字移移动通信信等领域域中的应应用进行

4、行了较为为深入的的研究，L.JJ.Ciiminni首先先分析了了OFDDM在移移动通信信中应用用中存在在的问题题和解决决方法，从此以以后，OOFDMM在无线线移动通通信领域域中的应应用得到到了迅猛猛的发展展。近年来，由于数数字信号号处理技技术 (Diggitaal SSignnal Proocesssinng, DSSP)和和大规模模集成电电路CPPLD技技术的飞飞速发展展，使得得当载波波数目高高达几千千时也可可以通过过专用芯芯片来实实现其DDFT变变换，大大大推动动了OFFDM技技术在无无线通信信环境中中的实用用化，OOFDMM技术在在高速数数据传输输领域受受到了人人们的广广泛关注注。OFF

5、DM已已经成功功的应用用于数字字音频广广播系统统 (DDigiitall Auudioo Brroaddcasstinng, DAAB)、数字视视频广播播系统(Diggitaal VVideeo BBroaadcaastiing, DVVB)、无线电电局域网网( WWireelesss LLocaal AAreaa Neetwoork, WLLAN)，非对称称数字用用户环路路ADSSL (Asyymmeetriic DDigiitall Suubsccribber Linne)等等系统中中。19995年年，欧洲洲电信标标准协会会(ETTSI)首次提提出DAAB标准准，这是是第一个个采用OOFD

6、MM的标准准5。19999年12月，IEEEE8002.llla一一个工作作在5GGHz的的无线局局域网标标准，其其中采用用了OFFDM调调制技术术作为其其物理层层(PRRY)标标准，欧欧洲电信信标准协协会的宽宽带射频频接入网网(Brroadd Raadioo Acccesss NNetwworkk, BRRAN)的局域域网标准准也采用用OFDDM技术术。在我我国，信信息产业业部无线线电管理理局也于于20001年8月31日批批准了中中国网通通开展OOFDMM固定无无线接入入系统CCeleerFllex的的试验，该系统统目前己己经开通通，并进进行了必必要的测测试和业业务演示示。目前，人人们开始始

7、集中精精力研究究和开发发OFDDM在无无线移动动通信领领域的应应用，并并将OFFDM技技术与多多种多址址技术相相结合。此外，OFDDM技术术还易于于结合空空时编码码以及智智能天线线等技术术，最大大程度提提高物理理层信息息传输的的可靠性性。新一代移移动通信信的核心心技术OOFDMM调制技技术发布: 20111-99-5 | 作作者: | 来来源: HYPERLINK /viewthread.php?tid=468349 wwangghuiixiaang| 查看看: 4451次次 | 用户关关注：lOFDDM的发发展状况况OFDDM的历历史要追追溯到220世纪纪60年年代中期期，当时时RwwChh

8、angg发表了了关于带带限信号号多信道道传输合合成的论论文。他他描述了了发送信信息可同同时经过过一个线线性带限限信道而而不受信信道问干干扰(IICI)和符号号间干扰扰(。IISI)的原理理。此后后不久，Salltzbbergg完成了了性能分分析。他他提出设计一一个有效效并行系系统的策策略应该该是集中中在减少少相邻信信道的交交叉干扰扰(crrossstallk)而而不是完完成单个个信道，因为前前者的影影响是决决定性的的。119700年，OOFDMM的专利利发表，其基本本思想l O HYPERLINK /tech/dr/200010060034/391964.html FFDM的的发展状状况OFF

9、DM的的历史要要追溯到到20世世纪600年代中中期，当当时RwCChanng发表表了关于于带限信信号多信信道传输输合成的的论文。他描述述了发送送信息可可同时经经过一个个线性带带限信道道而不受受信道问问干扰(ICII)和符符号间干干扰(。ISII)的原原理。此此后不久久，Saaltzzberrg完成成了性能能分析。他提出出设计计一个有有效并行行系统的的策略应应该是集集中在减减少相邻邻信道的的交叉干干扰(ccrossstaalk)而不是是完成单单个信道道，因为为前者的的影响是是决定性性的。19770年，OFDDM的专专利发表表，其基基本思想想就是通通过采用用允许子子信道频频谱重叠叠，但又又相互间间

10、不影响响的频分分复用(FDMM)的方方法来并并行传送送数据，不仅无无需高速速均衡器器，有很很高的频频谱利用用率，而而且有较较强的抗抗脉冲噪噪声及多多径衰落落的能力力。OFFDM早早期的应应用有AANIGGSC-1O(KATTH-RRYN)高频可可变速率率数传调调制解调调器(MModeem)。该Moo-deem利用用34路路子信道道并行传传送344路低速速数据，每个子子信道采采用相移移键控( HYPERLINK /tech/detail/psk.html PSKK)调制制，且各各子信道道载波相相互正交交，间隔隔为844 Hzz。但是是在早期期的OFFDM系系统中，发信机机和相关关接收机机所需的的

11、副载波波阵列是是由正弦弦信号发发生器产产生的，且在相相关接收收时各副副载波需需要准确确地同步步，因此此当子信信道数很很大时，系统就就显得非非常复杂杂和昂贵贵。对OOFDMM做主要要贡献的的是Weeinssteiin和EEberrt在119711年的论论文，WWeinnsteein和和Ebeert提提出使用用离散傅傅里叶变变换(DDisccrette FFourrierr Trranssforrm，DDFT)，实现现OFDDM系统统中的全全部调制制和解调调功能的的建议。因而简简化了振振荡器阵阵列以及及相关接接收机中中本地载载波之间间的严格格同步的的问题，为实现现OFDDM的全全数字化化方案作作了

12、理论论上的准准备。用用离散傅傅里叶变变换(DDFT)完成基基带调制制和解调调，这项项工作不不是集中中在单个个信道，而是旨旨在引入入消除子子载波间间干扰的的处理方方法。为为了抗IISI和和ICII，他们们在时域域的符号号和升余余弦窗之之间用了了保护时时间，但但在一个个时间弥弥散信道道上的子子载波间间不能保保证良好好的正交交性。另另一个主主要贡献献是Peeledd和Ruuiz在在19880年的的论文，他引入入了循环环前缀(Cycclicc Prrefiix， HYPERLINK /tech/zbsb/300010380007/32103.html CCP)的的概念，解决了了正交性性的问题题。他们们

13、不用空空保护间间隔，而而是用OOFDMM符号的的循环扩扩展来填填充，这这可有效效地模拟拟一个信信道完成成循环卷卷积，这这意味着着当CPP大于信信道的脉脉冲响应应时就能能保证子子载波间间的正交交性，但但有一个个问题就就是能量量损失。随着VVLSII的迅速速发展，已经出出现了高高速大阶阶数的 HYPERLINK /tech/qtdz/200010160005/1108162.html FFFT专专用芯片片及可用用软件快快速实现现FFTT的数字字信号处处理( HYPERLINK /tech/detail/DSP.html DDSP)的通用用芯片，且价格格低廉，使利用用FFTT来实现现OFDDM的技技

14、术成为为可能。19881年HHiroosakki用DDFT完完成的OOFDMM调制技技术，试试验成功功了 HYPERLINK /tech/qtdz/200010160031/1658726.html 166QAMM多路并并行传送送19.2 kkb/ss的电话话线Moodemm。而在在无线移移动信道道中，尽尽管存在在着多径径传播及及多普勒勒频移所所引起的的频率选选择性衰衰落和瑞瑞利衰落落，但OOFDMM调制还还是能够够减轻瑞瑞利衰落落的影响响。这是是因为在在高速串串行传送送码元时时，深衰衰落会导导致邻近近的一串串码元被被严重破破坏，造造成突发发性误码码。而与与串行方方式不同同，OFFDM能能将高

15、速速串行码码流转变变成许多多低速的的码流进进行并行行传送，使得码码元周期期很长，即远大大于深衰衰落的持持续时间间，因而而当出现现深衰落落时，并并行的码码元只是是轻微的的受损，经过纠纠错就可可以恢复复。另外外对于多多径传播播引起的的码间串串扰问题题，其解解决的方方案是在在码元间间插入保保护间隙隙，只要要保护间间隙大于于最大的的传播时时延时间间，码间间串扰就就可以完完全避免免。正基基于此，19884年，Cimminii提出了了一种适适于无线线信道传传送数据据的OFFDM方方案。其其特点是是调制器器发送的的子信道道副载波波调制的的码型是是方波，并在码码元间插插入了保保护间隙隙。虽然然各子信信道的频频

16、谱为 HYPERLINK /tech/ljq/200010230005/1010843.html ssinxx/x形形，但由由于码元元周期很很长，单单路子信信道所占占的频带带很窄，因而位位于信道道频率边边缘的子子信道的的拖尾，对整个个信道带带宽影响响不大，可以避避免多径径传播引引起的码码间串扰扰。同时时由于省省去了升升余弦 HYPERLINK /tech/qtdz/200010160002/28567.html 滤滤波器，使实现现的方案案非常简简单，因因此后来来的大多多数OFFDM方方案都是是以此为为原形实实现的。20世世纪900年代，OFDDM的应应用又涉涉及到了了利用移移动调频频(FMM)

17、和单单边带( HYPERLINK /tech/dgq/200010090025/76065.html SSBB)信道道进行高高速数据据通信、陆地移移动通信信、高速速数字用用户环路路(HDDSL)、非对对称数字字用户环环路(AADSLL)、超超高速数数字用户户环路(VHDDSL)、数字字音频广广播( HYPERLINK /tech/detail/DAB.html DDAB)及高清清晰度数数字电视视(HDDTV)和陆地地广播等等各种通通信系统统。19991年年，Caasass提出了了OFDDM/FFM的方方案，可可利用现现有的调调频系统统进行 HYPERLINK /tech/gdz/2000102

18、50016/16579.html 数数据传输输。2 OFFDM的的基本原原理OFFDM是是一种高高效的数数据传输输方式，其基本本思想是是在频域域内将给给定信道道分成许许多正交交子信道道，在每每个子信信道上使使用一个个子载波波进行调调制，并并且各子子载波并并行传输输。这样样，尽管管总的信信道是非非平坦的的，具有有频率选选择性，但是每每个子信信道上进进行的是是窄带传传输，信信号带宽宽小于信信道的相相应带宽宽，因此此就可以以大大消消除信号号波形间间的干扰扰。OFFDM相相对于一一般的多多载波传传输的不不同之处处是他允允许子载载波频谱谱部分重重叠，只只要满足足子载波波问相互互正交，则可以以从混叠叠的子

19、载载波上分分离出数数据信号号。由于于OFDDM允许许子载波波频谱混混叠，其其频谱效效率大大大提高，因而是是一种高高效的调调制方式式。OFFDM最最简单的的调制和和解调结结构如图图1(aa)，图图1(bb)所示示。为了了表达简简单，忽忽略了在在通信系系统中常常用的滤滤波器。OFDDM最常常用的低低通等效效信号形形式可写写为一组组并行发发射的调调制载波波，为：其中：及：其中Cnn,k是是第n个个信号间间隔的第第k个子子载波的的发射符符号，每每个周期期Ts，N是OOFDMM子载波波数，ffk是第第k个子子载波的的频率，f0是是所用的的最低频频率。设Fn(t)为为第n个个OFDDM帧，Ts是是符号周周

20、期，则则有：因因此Fnn(t)对应于于符号组组Cn,k(kk=O，1，N-1)，每个都都是在相相应子载载波fkk上调制制发送。解调是是基于载载波gkk(t)的正交交性，即即：因此解调调器将完完成以下下运算：为了使使一个OOFDMM系统实实用化，可用DDFT来来完成调调制和解解调。通通过对式式(1)和式(4)的的低通等等效信号号用采样样速率为为N倍的的符号速速率1/Ts进进行采样样，并假假设f00=0(即该载载波频率率为最低低子载波波频率)，则OOFDMM帧可表表示为：这样，利利用前面面的关系系式，我我们可得得：这样样，对于于一个固固定乘性性因子NN，采样样OFDDM帧可可通过离离散傅里里叶反变

21、变换(IInveersee Diiscrretee Foouriier Traans-forrm，IIDFTT)来产产生(调调制过程程)，而而原始的的发送数数据可通通过离散散傅里叶叶变换(DFTT)恢复复出来(解调功功能)。图2给给出基于于FFTT的OFFDM通通信系统统。3 OFFDM的的同步问问题OFFDM系系统对定定时和频频率偏移移敏感，特别是是实际应应用中与与其他多多址方式式结合使使用时，时域和和频率同同步显得得尤为重重要。与与其他数数字通信信系统一一样，同同步分为为捕获和和跟踪两两个阶段段。在下下行链路路中，基基站向各各个移动动终端广广播发送送同步信信号，所所以，下下行链路路同步相相

22、对简单单，较易易实现。在上行行链路中中，来自自不同移移动终端端的信号号必须同同步到达达基站，才能保保证子载载波间的的正交性性。基站站根据各各移动端端发来的的子载波波携带信信息进行行时域和和频域同同步信息息的提取取，再由由基站发发回移动动终端，以便让让移动终终端进行行同步。具体实实现时，同步将将分为时时域和频频域同步步，也可可以时域域和频域域同时进进行同步步。本文文主要探探讨时域域同步，时域同同步主要要有两种种，即基基于导频频(Piilotts)和和基于循循环前缀缀的同步步。一种新的的MB-OFDDM-UUWB技技术分析析与应用用发布: 20111-55-288 | 作者: | 来源: HYPE

23、RLINK /viewthread.php?tid=108819 hujjinhhao| 查看看: 4487次次 | 用户关关注：摘要：实实现了一一种全集集成可变变带宽中中频宽带带低通滤滤波器，讨论分分析了跨跨导放大大器-电电容(OOTAC)连连续时间间型滤波波器的结结构、设设计和具具体实现现，使用用外部可可编程电电路对所所设计滤滤波器带带宽进行行控制，并利用用ADSS软件进进行电路路设计和和仿真验验证。仿仿真结果果表明，该滤波波器带宽宽的可调调范围为为1226 MMHz，阻带抑抑制率大大于355 dBB，带内内波纹小小于05 ddB，采采用18 VV电源，TSMMC 00188m CMOOS

24、工艺艺库仿真真，功耗耗小于221 mmW，频频响曲线线接近理理想状态态。关键键词：BButtte 1 引引言超宽带(UWBB)通信信技术具具有高速速率、高高性能、低功耗耗、低成成本、抗抗多径衰衰落、易易数字化化等诸多多优点。在因特特网、多多媒体和和无线通通信技术术融合的的今天，它是实实现小范范围内无无缝覆盖盖的无线线多媒体体传输需需求的热热门技术术手段，被视为为新一代代无线个个域网物物理层标标准技术术。目前UWWB有两两大标准准：一是是以Inntell公司为为首提交交的多带带正交频频分复用用(MBB-OFFDM)方案;另一个个是以FFreeescaale公公司为首首提交的的直扩码码分多址址(D

25、SS-CDDMA)方案。而MBB-OFFDM方方案已成成为MBBOA联联盟事实实上的标标准。在在此基础础上提出出的时频频交织MMB-OOFDMM方式，与传统统OFDDM有很很多相似似之处，又符合合FCCC关于UUWB的的定义，具有UUWB的的特点，是一种种新的UUWB通通信实现现方式，使得MMB-OOFDMM芯片得得到了越越来越多多厂商的的支持和和应用。2 关键键技术1) 多多频带的的划分FCC公公布UWWB信号号的定义义是：相相对带宽宽(信号号带宽与与中心频频率之比比)大于于0.22或绝对对带宽大大于5000 MMHz的的无线电电信号。UWBB系统可可在发射射功率谱谱密度小小于-441.33

26、 dBBm/MMHz的的情况下下，使用用无需授授权的33.110.6 CCHz频频段。这这里没有有限制UUWB信信号的实实现方式式，只要要绝对带带宽大于于5000 MHHz，并并非要用用脉冲无无线电。因此，MB-OFDDM-UUWB技技术打破破了传统统观点。可将这这个频段段分为114个带带宽为5528 MHzz的子带带、5个个频带组组：1组组：3 16884 7522 MHHz;22组：44 755266 3336 MMHz;3组：6 33367 9920 MHzz;4组组：7 92009 5044 MHHz;55组：99 500411 0556 MMHz。由于UUWB有有效带宽宽在3.155

27、 GHHz，因因此，只只有1组组中3个个子带可可用，其其余保留留备用。2) 时时频交织织(TFFI)技技术时频交织织技术示示意图如如图1所所示。OFDMM符号在在3个子子带上进进行时域域频域交交错传输输，即在在一个OOFDMM符号时时间内，只有一一个子带带在工作作。通过过交错各各子带信信号，UUWB系系统就像像使用了了整个带带宽，这这样就可可在小得得多的带带宽上处处理信息息，不仅仅降低设设计的复复杂度、功耗及及成本，而且还还能提高高频谱利利用率和和灵活性性，有助助于在全全球范围围内符合合相关的的标准。3) 循循环前缀缀和保护护间隔设设计每个子带带内采用用OFDDM调制制，用1128点点IFFF

28、T完成成，每个个子载波波用QPPSK实实现星座座映射。OFDDM符号号间隔为为3122.5 ns，3个符符号为一一个周期期9377.5 ns，子载波波间隔为为4。采采用600.6 ns循循环前缀缀对抗多多径，99.5 ns保保护间隔隔提供充充足频带带切换时时间，IIFFTT周期为为2422.4 ns，参数见见表1。通过跳跳频将信信息比特特交织到到子载波波上，有有较好的的频率分分集效果果和抗频频率选择择性衰落落性能。4) 可可扩展性性设计MB-TTFI-OFDDM技术术具有良良好的可可扩展性性，能兼兼顾到目目前技术术上的可可实现性性和可升升级性。信道编编码采用用卷积码码，码率率有1/3，111/

29、332，11/2，5/88和3/4，系系统支持持的数据据速率有有55，80，1100，1660，2200，3200，4880 MMbitt/s。使用的的频带可可从3个个频带组组扩展到到7个频频带组。3 系统统性能和和特点3.1 性能分分析利用MAATLAAB软件件对MBB-TFFI-OOFDMMUWBB系统进进行仿真真，图22所示为为跳频后后的OFFDM符符号在33个子带带上的功功率谱密密度仿真真波形，可见，每个子子带带宽宽约为5528 MHzz，采用用时频交交织技术术能实现现在相同同的时间间内采用用不同频频段工作作，而不不会引起起符号间间干扰。因此，在不同同频带的的3个OOFDMM信号可可并

30、行传传输，系系统容量量大，信信道利用用率高，频谱更更加灵活活。可靠性是是系统性性能的一一个重要要指标，在此用用误包率率曲线表表示。如如图3所所示，误误包率是是随着信信噪比的的增加而而减小的的，且相相同误包包率下，高速率率对应高高信噪比比，因此此，采用用高速率率的MBB-TFFI-OOFDMM超宽带带系统，抗噪声声和干扰扰能力很很强，有有很大灵灵活性，可方便便适应不不同地区区的频谱谱规范。但高速速率只能能在一定定距离上上获得，即传输输距离和和速率是是相互制制约的，因此UUWB系系统具有有高速率率、短距距离等特特点。可可见，这这种MBB-TFFI-OOFDMMUWBB技术是是满足WWPANN的数据

31、据速率与与误码率率和传输输距离的的要求的的。3.2 技术优优点1) 抗抗多径、捕获多多径信号号的能力力强。借借助循环环前缀克克服多径径信道引引入的时时延扩展展，用结结构较简简单的接接收机，就能在在高度多多径环境境中捕获获到更多多信号，电路简简单、成成本低、功耗低低，电池池可支持持移动设设备长时时间连续续使用。2) 频频谱灵活活性强、共存性性好。UUWB使使用无需需授权频频段，确确保不会会对授权权频段设设备产生生干扰。MB-OFDDM-UUWB信信号是由由A/DD转换器器产生，可用软软件动态态地打开开或关闭闭某些特特定频段段，使其其符合本本地规定定，这有有助于在在不同国国家内采采用MBB-OFF

32、DM系系统。3) 设设计复杂杂度低，上市快快。传统统OFDDM系统统较复杂杂，MBB-TFFI-OOFDMM系统经经过专门门设计，只采用用QPSSK调制制，降低低了IFFFT和和FFTT实现复复杂度以以及对AADC和和DACC的分辨辨率要求求。模拟拟前端电电路甚至至总体结结构的设设计，易易于用990 nnm CCMOSS实现，缩短了了产品投投放市场场的时间间。4) 安安全机制制建立方方便。可可建立一一个嵌入入式、始始终处于于“开通通”状态态的安全全架构，在协议议栈的一一些层次次上提供供安全性性和隐私私机制，确保无无线技术术所需的的强壮性性和对用用户的透透明度。4 技术术应用与与展望4.1 MB

33、OOA的UUWB通通用平台台由于IEEEE8802.15.3a标标准出现现僵局，MBOOA于220044年初成成立了特特别兴趣趣小组，着手制制订和推推广自己己的物理理层和MMAC层层规范，力争成成为全球球事实标标准。220044年5月月，WiiMeddia联联盟和113944联盟与与MBOOA联合合，使得得MBOOA的物物理层和和MACC层规范范可广泛泛支持各各种应用用层业务务，成为为UWBB标准通通用平台台，如图图4所示示，它可可支持无无线USSB、无无线13394、通用即即插即用用(UPPNP)、IPP等多种种应用。物理层层规范具具备了4480 Mbiit/ss的空中中解码能能力，可可进一

34、步步升级，支持无无线数字字显示接接口(DDVI)和高清清晰媒体体接口(HDMMI)以以及Gbbit/s速率率的数据据传输。4.2 Wissairr-UWWB芯片片组MBOAA芯片已已趋于成成熟，具具有代表表性的产产品是WWi-ssairr公司开开发的UUWB芯芯片组，已获得得美国FFCC认认证。该该芯片组组包括：基于MMB-OOFDMM方式的的射频收收发芯片片(Wii-saair 5022 PHHY RRF cchipp)和基基带处理理芯片(Wissairr 5331MAACBaasebbandd chhip)。其中中，用00.188m硅硅锗biiCMOOS工艺艺生产的的5022收发器器可替代

35、代业界第第一批符符合WiiMeddia和和MBOOA标准准的5001收发发器。它它减少了了UWBB无线解解决方案案的功耗耗、尺寸寸和总成成本，还还支持多多频带OOFDMM TFFI和FFFI模模式。占占据的频频谱在33.1 GHzz和4.8 GGHz之之间，主主要是33条5228 MMHz宽宽子频带带。它可可在短距距离上提提供高达达4800 Mbbit/s的数数据传输输速率。此外，它包括括一个片片上带通通滤波器器、一个个具有很很宽可编编程动态态范围的的宽带接接收器、以及一一个带有有片上压压控振荡荡器的超超快速跳跳频宽带带混频器器。其可可编程的的功率放放大器可可确保最最大允许许输出功功率。而而且

36、还支支持用22个天线线来实现现天线分分集，不不需要外外部匹配配不平衡衡变压器器。Wiisaiir5331UWWB基带带芯片主主要针对对消费电电子设备备不断增增长的对对超高速速视频和和数据传传送的需需求。它它们也适适用于快快速实现现PC外外设、移移动和汽汽车产品品、以及及要求在在短距离离上实现现高速传传送的其其他应用用。4.3 各厂商商应用情情况20066年是UUWB激激活的一一年，在在全球超超宽带峰峰会上，有122家厂商商展示了了UWBB产品及及解决方方案。220077年1月月于美国国消费电电子展(CESS)上，又有不不少厂商商展出了了基于UUWB技技术的商商用产品品。如美美国DCC REED

37、NAA研究所所在梅赛赛德斯-奔驰RR5000上采用用宽带技技术实现现高清视视频播放放，采用用了Inntell的UWWB解决决方案;三星SSC-DD3655无线数数字摄像像机，是是全球首首个采用用超宽带带技术，以无缝缝方式显显示了通通过无线线USBB链路发发送的视视频剪辑辑，它不不再需要要取出内内存或通通过电线线连接，而是能能将家庭庭电影片片段以无无线方式式传送到到PC进进行存储储或显示示;华硕硕公司的的一款无无线HDDMI产产品，采采用UWWB支持持S-VVideeo端口口、HDDMI信信号以及及A-DDI的AADV2202JJPEGG20000图像像解码芯芯片，可可用于高高速影片片图片传传输

38、、音音乐下载载、打印印，以及及PC外外设与消消费电子子产品的的数据同同步。220077年5月月，香港港应科院院与深圳圳雅图科科技演示示了他们们共同研研发的“世界上上第一台台具无线线超宽带带视频流流技术的的超大屏屏幕投影影电视”。4.4 存在问问题与前前景展望望UWB的的应用推推广有33个至关关重要的的问题：一是标标准问题题，业界界厂商要要群策群群力制定定标准，才能带带来广泛泛的互通通和应用用;二是是产业链链的跟进进，包括括芯片、系统厂厂商技术术与产品品的研发发与推广广;三是是互联互互通的网网络结构构和协议议。WPANN技术主主要的目目的就是是将电子子设备之之间的连连线替换换成无线线连接，使家庭

39、庭或办公公室中的的各种设设备之间间的信息息交换更更加方便便、灵活活和快捷捷。MBB-OFFDM-UWBB技术又又是实现现WPAAN的最最佳选择择之一，因此，在数字字化无线线家庭网网络、数数字化办办公室、个人便便携设备备和军事事等诸多多领域都都有着广广阔的发发展和应应用前景景。5 小结结MB-TTFI-OFDDM技术术是UWWB通信信中一种种新的实实现方式式，以它它独特的的优势，将会促促进MBB-OFFDM芯芯片的商商业化和和产品化化进程，使得MMB-OOFDMM方案得得到了越越来越多多厂商的的支持与与应用，从而有有希望成成为WPPAN物物理层的的标准技技术。该该技术仍仍处于起起步阶段段，市场场

40、潜力巨巨大，发发展前景景广阔。我国应应该抓住住国际上上UWBB的研发发热潮，积极参参与国际际标准化化活动，根据具具有自主主知识产产权的技技术制定定我国的的相关标标准，积积极开拓拓UWBB技术的的产业化化道路。基于OFFDM技技术的44G通信信网络应应用dzscc.coom文章章出处： 发布布时间： 20011/06/23 | 2269 次阅读读 | 0次推推荐 | HYPERLINK /data/html/2011-6-23/90305.html#guest#guest l guest#guest 0条留言言引言在221世纪纪，移动动通信技技术和市市场飞速速发展，在新技技术、市市场需求求的共同

41、同作用下下，出现现了第三三代移动动 HYPERLINK /product/searchfile/19032.html 通信系系统-33G,33G中采采用码分分多址（CDMMA）技技术来处处理多径径问题，以获得得多径分分集增益益。然而而在该体体制中，多径干干扰和多多用户干干扰始终终并存，在用户户数较多多的情况况下，实实现多用用户检测测是非常常困难的的。并且且CDMMA本身身是一个个自扰系系统，所所有的移移动用户户都占用用相同的的带宽和和频率，所以在在系统容容量有限限的情况况下，用用户数越越多就越越难达到到较高的的通信速速率，因因此3GG系统所所提供的的2Mbb/s带带宽是共共享式的的，当多多个用

42、户户同时使使用时，平均每每个用户户可使用用的带宽宽远低于于2Mbb/s,而这样样的带宽宽并不能能满足移移动用户户对一些些多媒体体业务的的需求。不同同领域技技术的综综合与协协作，伴伴随着全全新无线线宽带技技术的智智能化，以及定定位于用用户的新新业务，这一切切必将繁繁衍出新新一代移移动通信信系统44G。相相比于33G,44G可以以提供高高达1000Mbb/s的的数据传传输速率率，支持持从语音音到数据据的多媒媒体业务务，并且且能达到到更高的的频谱利利用率以以及更低低的成本本。为了了达到以以上目标标，4GG中必须须采用其其他相对对于3GG中的CCDMAA这样的的突破性性技术，尤其是是要研究究在移动动环

43、境和和有限频频谱资源源条件下下，如何何稳定、可靠、高效地地支持高高数据速速率的数数据传输输。因此此，在44G移动动通信系系统中采采用了 HYPERLINK /info/2469.html OOFDMM技术作作为其核核心技术术，它可可以在有有效提高高传输速速率的同同时，增增加系统统容量、避免高高速引起起的各种种干扰，并具有有良好的的抗噪声声性能、抗多径径信道干干扰和频频谱利用用率高等等优点。本文文将对OOFDMM的基本本原理以以及其调调制/解解调技术术的实现现和循环环前缀技技术进行行介绍，并在三三个主要要方面将将OFDDM与CCDMAA技术进进行对比比分析。2 OFFDM技技术分析析2.1 OF

44、DDM基本本原理正交交频分复复用的基基本原理理可以概概述如下下：把一一路高速速的数据据流通过过串并变变换，分分配到传传输速率率相对较较低的若若干子信信道中进进行传输输。在频频域内将将信道划划分为若若干相互互正交的的子信道道，每个个子信道道均拥有有自己的的载波分分别进行行调制，信号通通过各个个子信道道独立地地进行传传输。由于于多径传传播效应应会造成成接收信信号相互互重叠，产生信信号波形形间的相相互干扰扰，形成成符号间间干扰，如果每每个子信信道的带带宽被划划分的足足够窄，每个子子信道的的频率特特性就可可近似看看作是平平坦的。如图11所示。因此此，每个个子信道道都可看看作无符符号间干干扰的理理想信道

45、道。这样样，在接接收端不不需要使使用复杂杂的信道道均衡技技术即可可对接收收信号可可靠地进进行解调调。在OOFDMM系统中中，通过过在OFFDM符符号之间间插入保保护间隔隔来保证证频域子子信道之之间的正正交性，以及消消除由于于多径传传播效应应所引起起的OFFDM符符号间的的干扰。因此，OFDDM特别别适合于于在存在在多径衰衰落的移移动无线线信道中中高速传传输数据据。OFFDM的的原理框框图如22所示。如图图2所示示，原始始高速率率比特流流经过串串/并变变换后变变为若干干组低速速率的比比特流dd（M），这些些d（MM）经过过调制后后变成了了对应的的频域信信号，然然后经过过加循环环前缀、D/AA变换

46、，通过RRF发送送出去；经过无无线信道道的传播播后，在在 HYPERLINK /product/searchfile/6243.html 接收机机以与发发送机相相反的顺顺序接收收解调下下来，从从而得到到原发送送信号。图22中d（M）为为第M个个调制码码元；图图中的OOFDMM已调制制信号DD（t）的表达达式为：式（1）中中：T为为码元周周期加保保护时间间；fnn为各子子载波的的频率，可表示示为：式（2）中中：f00为最低低子载波波频率；Ts为为码元周周期。在发发射端，发射数数据经过过常规QQAM调调制形成成基带信信号。然然后经过过串并变变换成MM个子信信号，这这些子信信号再调调制相互互正交的的

47、M个子子载波，其中/正交00表示的的是载波波频率间间精确的的数学关关系，其其数学表表示为QQT0ffx（tt）fyy（t）dt=0,最最后相加加成OFFDM发发射信号号。实际际的输出出信号可可表示为为：在接接收端，输入信信号分成成M个支支路，分分别用MM个子载载波混频频和积分分，恢复复出子信信号，再再经过并并串变换换和常规规QAMM解调就就可以恢恢复出数数据。由由于子载载波的正正交性，混频和和积分电电路可以以有效地地分离各各子载波波信道，如下式式所示：式中中dc（m）为为接收端端第m支支路子信信号。在在整个OOFDMM的工作作流程中中OFDDM与其其他技术术的主要要区别在在于其采采用的调调制/

48、解解调技术术以及循循环前缀缀的加入入这两个个环节，下面将将对其进进行较为为详细的的分析。2.2 OFDDM调制制/解调调技术的的实现OFFDM系系统的调调制和解解调可以以采用离离散逆傅傅立叶变变换（IIDFTT）以及及离散傅傅立叶变变换（DDFT）来实现现，在实实际应用用中，可可以采用用更加方方便快捷捷的逆快快速傅立立叶变换换（IFFFT）和快速速傅立叶叶变换（FFTT）技术术来实现现调制和和解调，这是OOFDMM的技术术优势之之一。首先先不考虑虑保护时时间，将将式（22）代入入式（11）可得得到如下下等式：式中中ts为为串并变变换前的的信号周周期，显显然，tts=11MTss;令XX（t）为

49、复等等效基带带信号：对XX（t）进行抽抽样，抽抽样频率率为1tts,即即tk=ktss,则有有：由上上式可知知X（tt）=XX（tkk）为dd（n）的傅立立叶逆变变换。同同样在接接收端可可以采用用相反的的方法，即离散散傅立叶叶变换得得到：由上上面的分分析可以以看出OOFDMM的调制制可以由由IDFFT实现现，而解解调可由由DFTT实现。当系统统中的子子载波数数很大时时，可以以采用快快速傅立立叶变换换（FFFT/IIF2FFT）来来实现调调制和解解调，以以显着地地降低运运算复杂杂度，从从而在数数字信号号 HYPERLINK /product/searchfile/8213.html 处理器器 H

50、YPERLINK /product/searchfile/3007.html DSPP上比较较容易实实现，因因此能够够达到简简化4GG通信系系统中硬硬件实现现的复杂杂度并减减少设备备成本的的效果，现存的的还有诸诸如矢量量变换方方式、基基于小波波变换的的离散小小波多音音频调制制方式等等，但这这些方式式与OFFDM相相比，实实现复杂杂度相对对较高，因而一一般不会会用于44G通信信系统。2.3 循环前前缀基本本原理在OOFDMM系统中中，为了了最大限限度地消消除符号号间干扰扰，在每每个OFFDM符符号之间间要插入入保护间间隔，该该保护间间隔长度度Tg一一般要大大于无线线信道的的最大时时延扩展展，这样

51、样一个符符号的多多径分量量就不会会对下一一个符号号造成干干扰。在这这段保护护间隔内内，可以以不插入入任何信信号，即即保护间间隔是一一段空闲闲的传输输时段。然而在在这种情情况中，由于多多径传播播的影响响，会产产生信道道间干扰扰，即子子载波之之间的正正交性遭遭到破坏坏，使不不同的子子载波之之间产生生干扰。为了消消除由于于多径传传播造成成的信道道间干扰扰，将原原来宽度度为T的的OFDDM符号号进行周周期扩展展，用扩扩展信号号来填充充保护间间隔，如如下图33所示：将保保护间隔隔内的信信号称为为循环前前缀（CCycllicppreffix）。由图图3可以以看出，循环前前缀中的的信号与与OFDDM符号号尾

52、部宽宽度为TTg的部部分相同同。在实实际系统统中，OOFDMM符号在在送入信信道之前前，首先先要加入入循环前前缀，然然后送入入信道进进行传送送。接收收端首先先将接收收符号开开始的宽宽度为TTg的部部分丢弃弃，将剩剩余的宽宽度为TT的部分分进行傅傅立叶变变换，然然后进行行解调。通过过在OFFDM符符号内加加入循环环前缀可可以保证证在FFFT周期期内，OOFDMM符号的的延时副副本内所所包含的的波形的的周期个个数是整整数。这这样，时时延小于于保护间间隔Tgg的时延延信号就就不会在在解调的的过程中中产生信信道间干干扰。通过过对上述述两个技技术环节节的分析析可以看看出，OOFDMM的调制制解调技技术可

53、以以降低硬硬件实现现的复杂杂度；循循环前缀缀技术可可以有效效消除由由于多径径传播造造成的信信道间干干扰影响响。这些些对于44G通信信系统降降低设备备成本以以及提高高信号质质量都是是至关重重要的。3 OFFDM与与CDMMA技术术的比较较分析作为为4G中中的核心心技术，4G通通信系统统在频谱谱利用率率、高速速率多媒媒体服务务的支持持、调制制方式的的灵活性性及抗多多径信道道干扰等等方面优优于3GG通信系系统。这主主要缘于于4G采采用的OOFDMM技术与与3G中中采用的的CDMMA技术术在其技技术特点点上存在在着差异异。下面面就从抗抗多径干干扰、调调制技术术以及峰峰均功率率比这三三个方面面对OFFD

54、M与与CDMMA的技技术特点点进行对对比分析析。3.1 抗多径径干扰无线线信道中中，由于于信道传传输特性性不理想想容易产产生多径径传播效效应，多多径传播播效应会会造成接接收信号号相互重重叠，产产生信号号波形间间的相互互干扰，使接收收端判断断错误，从而严严重地影影响信号号传输的的质量，易造成成符号间间干扰。CDDMA系系统中，为了减减小多径径干扰，CDMMA接收收机采用用了分离离多径（RAKKE）分分集接收收技术来来区分和和绑定多多路信号号能量。为了减减少干扰扰源，RRAKEE接收机机提供一一些分集集增益。然而由由于多路路信号能能量不相相等，试试验证明明，如果果路径数数超过77或8条条，这种种信

55、号能能量的分分散将使使得信道道估计精精确度降降低，RRAKEE的接收收性能下下降就会会很快。OFFDM将将高速率率的信号号转换成成低速率率的信号号，从而而扩展了了信号的的周期，减弱了了多径传传播的影影响，同同时通过过加循环环前缀的的方式，使各子子载波之之间相互互正交，减少了了ISII和各信信道间的的干扰，在4GG的多媒媒体通信信中能够够提 HYPERLINK /data/iccompany/detail287.html 高通通信质量量。3.2 调制技技术CDDMA系系统中，下行链链路采用用了多载载波调制制技术，但每条条链路上上的调制制方式相相同，上上行链路路不支持持多载波波调制，这使得得CDM

56、MA系统统丧失了了一定的的灵活性性；同时时，由于于此链路路的非正正交性，使得不不同调制制方式的的用户会会产生很很大的噪噪声干扰扰。OFFDM的的上、下下行链路路都采用用多载波波调制技技术，并并且每条条链路中中的调制制方式也也可以根根据实际际信道的的状况/自适应应调制00,从而而更加灵灵活。在在信噪比比（SNNR）满满足一定定要求的的前提下下，对质质量好的的信道可可以采用用高阶调调制技术术（166QAMM等）；在信道道质量差差的情况况下，可可以采用用低阶调调制技术术（QPPSK等等），从从而使系系统可以以在频谱谱利用率率和误码码率之间间得到最最佳配置置。3.3 峰均功功率比峰均均功率比比就是峰峰

57、值与均均值的功功率比，定义为为信号的的最大峰峰值功率率和同一一信号平平均功率率之比，简称峰峰均比。在实实际应用用中这是是一个不不容忽视视的重要要因素。因为较较高的PPAPRR将导致致发送端端对 HYPERLINK /product/searchfile/425.html 功率率放大器器的线性性要求也也较高，这意味味着要设设备的功功耗将增增大，因因此就要要提供额额外功率率、 HYPERLINK /product/file505.html 电池池备份和和扩大设设备的尺尺寸，从从而导致致设备成成本的提提高。CDDMA系系统的PPAPRR一般在在5-111dBB,并会会随着数数据速率率和使用用码数的的

58、增加而而增加。OFDDM信号号是由多多个独立立的经过过调制的的正交子子载波信信号叠加加而成，这种合合成信号号有可能能产生比比较大的的峰值功功率，从从而带来来较大的的PAPPR。目目前，用用来控制制OFDDM的PPAPRR的技术术主要有有以下两两种：（11）信号号失真技技术采用用修剪技技术、峰峰值窗口口去除技技术或峰峰值删除除技术使使峰值振振幅值简简单地线线性去除除。（22）扰码码技术采用用扰码技技术，使使生成的的OFDDM的互互相关性性尽量为为0,从从而使OOFDMM的PAAPR减减少。具具体的实实现技术术包括：编码、局部扰扰码、部部分发送送序列。综上上所述，在抗多多径干扰扰、调制制技术方方面

59、，OOFDMM的性能能优于CCDMAA技术，并且可可以通过过其他技技术来降降低其峰峰均功率率比。与与第三代代移动通通信系统统相比，OFDDM以其其更加灵灵活的调调制方式式、更强强的抗多多径干扰扰的能力力以及更更高的频频谱利用用率，全全面提高高了4GG通信系系统的性性能，改改善了44G移动动业务的的服务质质量，并并且大幅幅度降低低了4GG通信系系统的成成本，因因而成为为4G中中不可或或缺的核核心技术术。4 结语语OFFDM通通过频域域划分互互相正交交的子信信道使其其频谱效效率与传传统的频频分复用用技术相相比有显显着提高高，同时时由于子子信道可可以划分分得很窄窄因而每每一个子子信道都都很平坦坦，避

60、免免了使用用复杂的的均 HYPERLINK /product/file187.html 衡器器。通过过使用循循环前缀缀，一方方面消除除了OFFDM符符号间干干扰，另另一方面面保证了了子载波波之间的的正交性性，这对对于频率率选择性性衰落信信道克服服多径干干扰尤其其有效。但是，OFDDM还不不是尽善善尽美并并存在许许多问题题需要解解决。日日后在44G的深深入研究究中应考考虑将OOFDMM与其他他技术进进行结合合（OFFDM-CDMMA等），从而而达到更更好的通通信质量量。基于导频频信号的的MIMMO-OOFDMM 同步步技术dzscc.coom文章章出处： 发布布时间： 20011/03/07 |