OFDM系統(tǒng)仿真與關(guān)鍵技術(shù)研究

1、摘要 你、我、他，幾乎每天都在進(jìn)行著通信，通信在我們生活中扮演著極其重要的角色。移動(dòng)通信已經(jīng)成為當(dāng)今通信發(fā)展的主流，而無(wú)線通信與個(gè)人通信在短短的幾十年間經(jīng)歷了從模擬通信到數(shù)字通信、從OFDM到CDMA的巨大發(fā)展，目前又有新的技術(shù)的出現(xiàn)，比以CDMA為核心的第三代移動(dòng)通信技術(shù)更加完善，我們稱之為“第四代移動(dòng)通信技術(shù)”。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)計(jì)劃以O(shè)FDM（正交頻分復(fù)用）為核心技術(shù)提供增值服務(wù)，它在寬帶領(lǐng)域的應(yīng)用具有很大的潛力。較之第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，采用多種新技術(shù)的OFDM具有更高的頻譜利用率和良好的抗多徑干擾能力，它不僅可以增加系統(tǒng)容量，更重要的是它能更好地滿足多媒體通信要求，將包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、影

2、像等大量信息的多媒體業(yè)務(wù)通過(guò)寬頻信道高品質(zhì)地傳送出去?？v觀通信的發(fā)展史，第一代模擬系統(tǒng)僅提供語(yǔ)音服務(wù)，不能傳輸數(shù)據(jù)；第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率也只有9.6bit/s,最高可達(dá)32kbit/s；第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到2Mbit/s；而我們目前所致力研究的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到1020Mbit/s。雖然第三代移動(dòng)通信可以比現(xiàn)有傳輸速率快上上千倍，但是仍無(wú)法滿足未來(lái)多媒體通信的要求，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的提出便是希望能滿足提供更大的頻寬要求。關(guān)鍵詞： 模擬通信 數(shù)字通信 正交頻分復(fù)用 多徑干擾AbstractYou、me、him、almost every day

3、 during the communication, communication in our lives plays a very important role. Mobile communication has become the mainstream of development communications, and wireless communications and personal communications in just a few years gone from analog communication to digital communication, OFDM t

4、o CDMA from the tremendous development, the emergence of new technologies have more than to the core of the third generation CDMA mobile communication technology is more perfect, we call the "fourth generation mobile communication technology."The fourth generation mobile communication syst

5、em plans to OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) as the core technology to provide value-added services, broadband applications it has great potential. Jiaozhi third generation mobile communication system, using a variety of new technologies, OFDM has a higher spectrum efficiency and go

6、od anti-multipath interference, which not only can increase the system capacity, more importantly, is that it can better meet the needs of multimedia communications requirements, will include voice, data, video and other multimedia services through large amounts of information of high quality broadb

7、and channel to send out. Throughout the history of communication, the first generation analog systems to provide voice services only and can not transmit data; second-generation digital mobile communication system data transfer rate is only 9.6bit / s, up to 32kbit / s; the third generation mobile c

8、ommunication system Data transfer rate up to 2Mbit / s; and we are currently actively involved in research of the fourth generation mobile communication system data rate can reach 10 20Mbit / s. Although the third generation mobile communication can be faster than the current transmission rate of a

9、thousand times, but still can not meet the requirements of future multimedia communications, the fourth generation mobile communication system is proposed to provide greater hope to meet the bandwidth requirements. Keywords：Analog communication Digital communications Orthogonal frequency division mu

10、ltiplexing Multipath interference 第一章 緒論1.1通信發(fā)展史人類(lèi)進(jìn)行通信的歷史已很悠久。早在遠(yuǎn)古時(shí)期，人們就通過(guò)簡(jiǎn)單的語(yǔ)言、壁畫(huà)等方式交換信息。千百年來(lái)，人們一直在用語(yǔ)言、圖符、鐘鼓、煙火、竹簡(jiǎn)、紙書(shū)等傳遞信息，古代人的烽火狼煙、飛鴿傳信、驛馬郵遞就是這方面的例子?，F(xiàn)在還有一些國(guó)家的個(gè)別原始部落，仍然保留著諸如擊鼓鳴號(hào)這樣古老的通信方式。在現(xiàn)代社會(huì)中，交通警的指揮手語(yǔ)、航海中的旗語(yǔ)等不過(guò)是古老通信方式進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。這些信息傳遞的基本方都是依靠人的視覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)。 19世紀(jì)中葉以后，隨著電報(bào)、電話的發(fā)有，電磁波的發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)通信領(lǐng)域產(chǎn)生了根本性的巨大變革，實(shí)現(xiàn)了

11、利用金屬導(dǎo)線來(lái)傳遞信息，甚至通過(guò)電磁波來(lái)進(jìn)行無(wú)線通信，使神話中的“順風(fēng)耳”、“千里眼”變成了現(xiàn)實(shí)。從此，人類(lèi)的信息傳遞可以脫離常規(guī)的視聽(tīng)覺(jué)方式，用電信號(hào)作為新的載體，同此帶來(lái)了一系列鐵技術(shù)革新，開(kāi)始了人類(lèi)通信的新時(shí)代。 1837年，美國(guó)人塞繆樂(lè).莫樂(lè)斯（Samuel Morse）成功地研制出世界上第一臺(tái)電磁式電報(bào)機(jī)。他利用自己設(shè)計(jì)的電碼，可將信息轉(zhuǎn)換成一串或長(zhǎng)或短的電脈沖傳向目的地，再轉(zhuǎn)換為原來(lái)的信息。1844年5月24日，莫樂(lè)斯在國(guó)會(huì)大廈聯(lián)邦最高法院會(huì)議廳進(jìn)行了“用莫爾斯電碼”發(fā)出了人類(lèi)歷史上的第一份電報(bào)，從而實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)途電報(bào)通信。 1864年，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋（J.c.Maxwel）建立

12、了一套電磁理論，預(yù)言了電磁波的存在，說(shuō)明了電磁波與光具有相同的性質(zhì)，兩者都是以光速傳播的。 1875年，蘇格蘭青年亞歷山大.貝爾（A.G.Bell）發(fā)明了世界上第一臺(tái)電話機(jī)。并于1876年申請(qǐng)了發(fā)明專利。1878年在相距300公里的波士頓和紐約之間進(jìn)行了首次長(zhǎng)途電話實(shí)驗(yàn)，并獲得了成功，后來(lái)就成立了著名的貝爾電話公司。1888年，德國(guó)青年物理學(xué)家海因里斯.赫茲（H.R.Hertz）用電波環(huán)進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了電磁波的存在，他用實(shí)驗(yàn)證明了麥克斯韋的電磁理論。這個(gè)實(shí)驗(yàn)轟動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界，成為近代科學(xué)技術(shù)史上的一個(gè)重要里程碑，導(dǎo)致了無(wú)線電的誕生和電子技術(shù)的發(fā)展。 電磁波的發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了巨大影響。不到6年

13、的時(shí)間，俄國(guó)的波波夫、意大利的馬可尼分別發(fā)明了無(wú)線電報(bào)，實(shí)現(xiàn)了信息的無(wú)線電傳播，其他的無(wú)線電技術(shù)也如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)。1904年英國(guó)電氣工程師弗萊明發(fā)明了二極管。1906年美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)森登成功地研究出無(wú)線電廣播。1907年美國(guó)物理學(xué)家德福萊斯特發(fā)明了真空三極管，美國(guó)電氣工程師阿姆斯特朗應(yīng)用電子器件發(fā)明了超外差式接收裝置。1920年美國(guó)無(wú)線電專家康拉德在匹茲堡建立了世界上第一家商業(yè)無(wú)線電廣播電臺(tái)，從此廣播事業(yè)在世界各地蓬勃發(fā)展，收音機(jī)成為人們了解時(shí)事新聞的方便途徑。1924年第一條短波通信線路在瑙恩和布宜諾斯艾利斯之間建立，1933年法國(guó)人克拉維爾建立了英法之間和第一第商用微波無(wú)線電線路，推

14、動(dòng)了無(wú)線電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。電磁波的發(fā)現(xiàn)也促使圖像傳播技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)。1922年16歲的美國(guó)中學(xué)生菲羅.法恩斯沃斯設(shè)計(jì)出第一幅電視傳真原理圖，1929年申請(qǐng)了發(fā)明專利，被裁定為發(fā)明電視機(jī)的第一人。1928年美國(guó)西屋電器公司的茲沃爾金發(fā)明了光電顯像管，并同工程師范瓦斯合作，實(shí)現(xiàn)了電子掃描方式的電視發(fā)送和傳輸。1935年美國(guó)紐約帝國(guó)大廈設(shè)立了一座電視臺(tái)，次年就成功地把電視節(jié)目發(fā)送到70公里以外的地方。1938年茲沃爾金又制造出第一臺(tái)符合實(shí)用要求的電視攝像機(jī)。經(jīng)過(guò)人們的不斷探索和改進(jìn)，1945年在三基色工作原理的基礎(chǔ)上美國(guó)無(wú)線電公司制成了世界上第一臺(tái)全電子管彩色電視機(jī)。直到1946年，美國(guó)人羅斯.

15、威瑪發(fā)明了高靈敏度攝像管，同年日本人八本教授解決了家用電視機(jī)接收天線問(wèn)題，從此一些國(guó)家相繼建立了超短波轉(zhuǎn)播站，電視迅速普及開(kāi)來(lái)。 圖像傳真也是一項(xiàng)重要的通信。自從1925年美國(guó)無(wú)線電公司研制出第一部實(shí)用的傳真機(jī)以后，傳真技術(shù)不斷革新。1972年以前，該技術(shù)主要用于新聞、出版、氣象和廣播行業(yè)；1972年至1980年間，傳真技術(shù)已完成從模擬向數(shù)字、從機(jī)械掃描向電子掃描、從低速向高速的轉(zhuǎn)變，除代替電報(bào)和用于傳送氣象圖、新聞稿、照片、衛(wèi)星云圖外，還在醫(yī)療、圖書(shū)館管理、情報(bào)咨詢、金融數(shù)據(jù)、電子郵政等方面得到應(yīng)用；1980年后，傳真技術(shù)向綜合處理終端設(shè)備過(guò)渡，除承擔(dān)通信任務(wù)外，它還具備圖像處理和數(shù)據(jù)處理的

16、能力，成為綜合性處理終端。靜電復(fù)印機(jī)、磁性錄音機(jī)、雷達(dá)、激光器等等都是信息技術(shù)史上的重要發(fā)明。此外，作為信息超遠(yuǎn)控制的遙控、遙測(cè)和遙感技術(shù)也是非常重要的技術(shù)。遙控是利用通信線路對(duì)遠(yuǎn)處被控對(duì)象進(jìn)行控制的一種技術(shù)，用于電氣事業(yè)、輸油管道、化學(xué)工業(yè)、軍事和航天事業(yè)；遙測(cè)是將遠(yuǎn)處需要測(cè)量的物理量如電壓、電流、氣壓、溫度、流量等變換成電量，利用通信線路傳送到觀察點(diǎn)的一種測(cè)量技術(shù)，用于氣象、軍事和航空航天業(yè)；遙感是一門(mén)綜合性的測(cè)量技術(shù)，在高空或遠(yuǎn)處利用傳感器接收物體輻射的電磁波信息，經(jīng)過(guò)加工處理或能夠識(shí)別的圖像或電子計(jì)算機(jī)用的記錄磁帶，提示被測(cè)物體一性質(zhì)、形狀和變化動(dòng)態(tài)，主要用于氣象、軍事和航空航天事業(yè)。

17、隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，軍事、科研迫切需要解決的計(jì)算工具也大大改進(jìn)。1946年美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的埃克特和莫希里研制出世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。電子元器件材料的革新進(jìn)一步促使電子計(jì)算機(jī)朝小型化、高精度、高可靠性方向發(fā)展。20世紀(jì)40年代，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體材料，用它制成晶體管，替代了電子管。1948年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克萊、巴丁和布拉坦發(fā)明了晶體三極管，于是晶體管收音機(jī)、晶體管電視、晶體管計(jì)算機(jī)很快代替了各式各樣的真空電子管產(chǎn)品。1959年美國(guó)的基爾比和諾伊斯發(fā)明了集成電路，從此微電子技術(shù)誕生了。1967年大規(guī)模集成電路誕生了，一塊米粒般大小的硅晶片上可以集成1千多個(gè)晶體管的線路。1977年美

18、國(guó)、日本科學(xué)家制成超大規(guī)模集成電路，30平方毫米的硅晶片上集成了13萬(wàn)個(gè)晶體管。微電子技術(shù)極大地推動(dòng)了電子計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代，使電子計(jì)算機(jī)顯示了前所未有的信息處理功能，成為現(xiàn)代高新科技的重要標(biāo)志。為了解決資源共享問(wèn)題，單一計(jì)算機(jī)很快發(fā)展成計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)共享。通信介質(zhì)從普通導(dǎo)線、同軸電纜發(fā)展到雙絞線、光纖導(dǎo)線、光纜；電子計(jì)算機(jī)的輸入輸出設(shè)備也飛速發(fā)展起來(lái)，掃描儀、繪圖儀、音頻視頻設(shè)備等，使計(jì)算機(jī)如虎添翼，可以處理更多的復(fù)雜問(wèn)題。20世紀(jì)80年代末多媒體技術(shù)的興起，使計(jì)算機(jī)具備了綜合處理文字、聲音、圖像、影視等各種形式信息的能力，日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。

19、 至此，我們可以初步認(rèn)為：信息技術(shù)（Information Technology，簡(jiǎn)稱IT）是以微電子和光電技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為支撐，以信息處理技術(shù)為主題的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，是一門(mén)綜合性的技術(shù)。電子計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的緊密結(jié)合，標(biāo)志著數(shù)字化信息時(shí)代的到來(lái)1.2對(duì)我國(guó)電信市場(chǎng)現(xiàn)狀的簡(jiǎn)述中國(guó)電信業(yè)伴隨著改革開(kāi)放的步伐，不斷引入新技術(shù)，創(chuàng)新新業(yè)務(wù),趕超世界電信發(fā)展的潮流，經(jīng)過(guò)二十幾年的持續(xù)快速發(fā)展，取得了歷史性跨越，已發(fā)展成為舉世矚目的電信大國(guó)。 整個(gè)電信業(yè)已由制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”成長(zhǎng)為帶動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，充分發(fā)揮了先導(dǎo)性和基礎(chǔ)性的作用 改革開(kāi)放初期，電信業(yè)發(fā)展嚴(yán)重滯后于國(guó)

20、民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。經(jīng)過(guò)大規(guī)模投資建設(shè),網(wǎng)絡(luò)容量和規(guī)模急劇增加,我國(guó)電信業(yè)實(shí)現(xiàn)了超常規(guī)跨越式發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)全球化、全面建設(shè)小康社會(huì)的今天，電信業(yè)作為構(gòu)建信息化社會(huì)的生力軍要繼續(xù)擔(dān)負(fù)起我國(guó)信息化建設(shè)的歷史使命。同時(shí)，作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展也要符合經(jīng)濟(jì)規(guī)律，在適應(yīng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，保持適度超前。據(jù)有關(guān)資料表明：我國(guó)的電話普及率名列前茅；同時(shí)，電話普及率與我國(guó)相當(dāng)?shù)膰?guó)家中，我國(guó)的GDP水平又處于較低的行列中。而與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)電話普及率又有較大差距。這一方面說(shuō)明我國(guó)電信業(yè)發(fā)展具有很大的發(fā)展空間，同時(shí)其發(fā)展又取決于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平，電信業(yè)的健康發(fā)展必須與

21、國(guó)民經(jīng)濟(jì)總體發(fā)展水平相適應(yīng)。我國(guó)電話普及率的進(jìn)一步提高需要在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，如何擺正電信業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的位置，使其既能促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，又不盲目超前，是我們必須研究的課題。 1.2.1電信市場(chǎng)中的供求關(guān)系發(fā)生了重大變化總體上已由賣(mài)方市場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橘I(mǎi)方市場(chǎng)，由短缺引發(fā)的高速發(fā)展轉(zhuǎn)向穩(wěn)定發(fā)展階段。截至2004年，我國(guó)局用交換機(jī)和移動(dòng)通信交換機(jī)容量已分別突破4億門(mén)，長(zhǎng)途光纜長(zhǎng)度達(dá)到59.4萬(wàn)公里，移動(dòng)和固定電話用戶分別達(dá)到3.4和3.1億戶，分別是十年前的10.8倍和214倍。固定電話普及率達(dá)到24.9部/百人，移動(dòng)電話普及率達(dá)到25.9部/百人。整體通信能力已滿足目前用戶對(duì)通信

22、服務(wù)的需求。因此，如何協(xié)調(diào)好網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的規(guī)模和有效用戶的增長(zhǎng)是擺在我們面前的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。 1.2.2用戶消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化用戶對(duì)通信的需求呈現(xiàn)多元化，但以話音和短信為主的基本通信需求沒(méi)有發(fā)生根本變化過(guò)程 隨著人民生活水平的提高，部分消費(fèi)者對(duì)通信服務(wù)內(nèi)容和質(zhì)量的需求日益提高，單純的語(yǔ)音通信已不能滿足其需求。從固定通信領(lǐng)域延伸至移動(dòng)通信，從基礎(chǔ)語(yǔ)音服務(wù)發(fā)展到增值服務(wù)，從單一、被動(dòng)的服務(wù)提升到個(gè)性化、差異化的主動(dòng)服務(wù)，雖然通信需求發(fā)生了很大的變化，但最主要的收入仍來(lái)自語(yǔ)音和短信等基本業(yè)務(wù)。因此，對(duì)寬帶和3G新業(yè)務(wù)的發(fā)展還需一個(gè)市場(chǎng)培育的。 1.2.3競(jìng)爭(zhēng)格局初步形成但惡性競(jìng)爭(zhēng)并未得到根本抑制，公平公正

23、、有效有序的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境有待實(shí)現(xiàn) 隨著電信體制改革的深化，我國(guó)已初步形成了多領(lǐng)域、多運(yùn)營(yíng)商的初步競(jìng)爭(zhēng)格局，促進(jìn)了電信業(yè)的發(fā)展。但公平有效的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局仍未形成，電信企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力有較大差距，新興企業(yè)發(fā)展仍需政策支持。法律環(huán)境、監(jiān)管體系仍需進(jìn)一步完善。競(jìng)爭(zhēng)主體需要進(jìn)一步嚴(yán)格自律，依法經(jīng)營(yíng)，防止惡性競(jìng)爭(zhēng)。 1.2.4電信業(yè)量收背離、收效不匹配的現(xiàn)象更加突出 我國(guó)電信業(yè)經(jīng)過(guò)高速發(fā)展，已進(jìn)入成熟期。隨著電信普及率的不斷提升，用戶數(shù)量和業(yè)務(wù)消費(fèi)量日益增加，但新增用戶消費(fèi)能力的低端化趨勢(shì)明顯。同時(shí)，隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇以及電信資費(fèi)的不斷下降，電信業(yè)務(wù)總量和業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)不匹配的問(wèn)題更加突出。如何實(shí)現(xiàn)量收匹配，既是企

24、業(yè)再發(fā)展的需要，也是企業(yè)進(jìn)一步提高服務(wù)水平、保持行業(yè)健康發(fā)展的需要。 綜上所述，在市場(chǎng)環(huán)境發(fā)生一系列變化的情況下，再簡(jiǎn)單依靠投資、成本拉動(dòng)和降低資費(fèi)拓展市場(chǎng)份額已難以為繼。客觀上要求我們從投資驅(qū)動(dòng)型和資費(fèi)拉動(dòng)型向創(chuàng)新和服務(wù)驅(qū)動(dòng)型轉(zhuǎn)變，從粗放式發(fā)展向集約式經(jīng)營(yíng)模式轉(zhuǎn)變。 1.3關(guān)于中國(guó)電信發(fā)展模式轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略思考 在新的發(fā)展時(shí)期，在市場(chǎng)環(huán)境發(fā)生變化的今天，中國(guó)電信面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。為此，提出發(fā)展思路是：按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，堅(jiān)持理性、務(wù)實(shí)、積極的發(fā)展策略，堅(jiān)持市場(chǎng)導(dǎo)向，加快有效發(fā)展；控制投資規(guī)模，提高投資效益；加強(qiáng)基礎(chǔ)管理，提高執(zhí)行能力。實(shí)現(xiàn)由數(shù)量規(guī)模型向規(guī)模效益型發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，迅速增強(qiáng)核心

25、競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)公司持續(xù)、快速、健康發(fā)展。 1、以市場(chǎng)為導(dǎo)向，效益為中心，追求有效發(fā)展 在投資戰(zhàn)略上采取更加理性和務(wù)實(shí)的策略，正確處理投入與產(chǎn)出的關(guān)系，堅(jiān)持?jǐn)?shù)量與質(zhì)量、規(guī)模與效益相結(jié)合。本著效益優(yōu)先，充分挖潛的原則，優(yōu)先安排投資效益好、回報(bào)率高的建設(shè)項(xiàng)目，進(jìn)一步調(diào)整投資結(jié)構(gòu)，優(yōu)化投資方向，著力提高投資效率。在用戶發(fā)展方面，遵循以效益為中心，成本與效益相匹配的原則，發(fā)展有效的用戶，增加有效的收入，防止片面追求用戶數(shù)量和用資源拼市場(chǎng)份額的做法。今年在嚴(yán)格控制資本性投資的同時(shí)，我們從市場(chǎng)需求出發(fā)，以提高對(duì)現(xiàn)有資源利用效率為目標(biāo)，在CDMA和GSM的市場(chǎng)定位上，根據(jù)用戶需求實(shí)現(xiàn)兩網(wǎng)在高、中、低端全面發(fā)展。

26、為解決CDMA手機(jī)價(jià)格偏高，供應(yīng)量不足的問(wèn)題，采取定制方式，降低手機(jī)終端價(jià)格，給用戶更多的品種選擇。在G、C兩網(wǎng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，堅(jiān)持統(tǒng)一決策，協(xié)調(diào)發(fā)展的方針，繼續(xù)保持了兩網(wǎng)的有效發(fā)展。2005年以來(lái)，GSM業(yè)務(wù)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，CDMA業(yè)務(wù)仍較快發(fā)展。實(shí)踐證明，通過(guò)努力我們可以達(dá)到GSM業(yè)務(wù)穩(wěn)中有增，CDMA業(yè)務(wù)快速發(fā)展的目標(biāo)。從全球范圍來(lái)看，進(jìn)入3G的原2G運(yùn)營(yíng)商最終都會(huì)面臨運(yùn)營(yíng)兩網(wǎng)的問(wèn)題，我國(guó)電信現(xiàn)有的G、C兩網(wǎng)在技術(shù)上的不同具有互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，特別是向3G過(guò)渡的過(guò)程中，優(yōu)勢(shì)將更為明顯。 2、堅(jiān)持業(yè)務(wù)和服務(wù)創(chuàng)新，提升公司品牌 業(yè)務(wù)創(chuàng)新不僅投入的成本低，而且是運(yùn)營(yíng)商穩(wěn)定ARPU 、提高收入的重要手段

27、，也是穩(wěn)定用戶，降低離網(wǎng)率的有效途徑。中國(guó)聯(lián)通依托CDMA 1X和數(shù)據(jù)固定UNINET綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，努力將其轉(zhuǎn)化為業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。比如，在移動(dòng)業(yè)務(wù)方面不斷開(kāi)發(fā)1x增值業(yè)務(wù)，根據(jù)用戶消費(fèi)習(xí)慣，加強(qiáng)業(yè)務(wù)平臺(tái)整合，推出了彩e、互動(dòng)視界、神奇寶典、掌中寬帶、視訊新干線等業(yè)務(wù)。在固定數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，積極發(fā)展“寶視通”和基于寬帶的通信類(lèi)增值業(yè)務(wù)，發(fā)揮綜合業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的穩(wěn)定發(fā)展。服務(wù)是企業(yè)的立足之本，不斷改進(jìn)服務(wù)內(nèi)容、全面提升服務(wù)質(zhì)量，是公司可持續(xù)發(fā)展的必然要求。面對(duì)市場(chǎng)的環(huán)境變化，需要我們從服務(wù)理念、服務(wù)內(nèi)容、服務(wù)流程、服務(wù)手段上全面創(chuàng)新，把為客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)置于企業(yè)各項(xiàng)工作的中心環(huán)

28、節(jié)，建立和完善以方便客戶為主要內(nèi)容的企業(yè)管理流程。高度重視客戶的多樣化和個(gè)性化需要，不斷推出適合市場(chǎng)需求的新業(yè)務(wù)。同時(shí)需要更加重視客戶的意見(jiàn)和要求。3、加強(qiáng)基礎(chǔ)管理建設(shè)，提升經(jīng)營(yíng)管理水平 苦練內(nèi)功、向管理要效益，是推動(dòng)公司發(fā)展模式轉(zhuǎn)型的重要舉措。結(jié)合公司實(shí)際，圍繞提升管理水平，降低經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化管理流程，加強(qiáng)了內(nèi)控制度建設(shè)。建立了以現(xiàn)金流管理為主線，以全面預(yù)算管理為基礎(chǔ)，以有效的內(nèi)控制度為保證，以信息化管理為手段的財(cái)務(wù)管理體制。推行省對(duì)地市分公司財(cái)務(wù)部門(mén)負(fù)責(zé)人的派駐制，完善審計(jì)派出制，保證公司財(cái)務(wù)管理和內(nèi)控制度的高效統(tǒng)一。加快企業(yè)信息化建設(shè)步伐，固化流程，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息資源的實(shí)時(shí)采集。及

29、時(shí)了解市場(chǎng)變化，增強(qiáng)應(yīng)變能力，為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供現(xiàn)代化的管理支撐保障。 4、加強(qiáng)競(jìng)合，有序競(jìng)爭(zhēng)，共同繁榮電信市場(chǎng) 我們提倡各兄弟企業(yè)，在堅(jiān)持“不損害用戶利益，不影響有效競(jìng)爭(zhēng)，不泄露企業(yè)核心機(jī)密”的前提下，積極探索合作領(lǐng)域、合作方式，形成市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)機(jī)制，共同降低經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。我們倡導(dǎo)各運(yùn)營(yíng)企業(yè)，以市場(chǎng)原則共享網(wǎng)絡(luò)資源，降低企業(yè)運(yùn)行成本，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，促進(jìn)多贏局面的形成。我們建議各兄弟單位，借鑒有關(guān)行業(yè)和國(guó)際同行的成功經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)交流，互通信息，有效抑制惡意欠費(fèi)行為。我們希望各運(yùn)營(yíng)企業(yè)，共同維護(hù)正常的價(jià)格體系，避免惡性價(jià)格戰(zhàn)，營(yíng)造良好市場(chǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)的保值增值。我們?cè)敢馀c合作伙伴，加強(qiáng)在新技術(shù)、新

30、標(biāo)準(zhǔn)等方面的合作力度，共同推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。特別是在參與新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則制定等方面，加強(qiáng)合作，進(jìn)一步提高我國(guó)電信業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。 5、充分發(fā)揮核心紐帶作用，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展 現(xiàn)代企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)，已經(jīng)由單個(gè)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，逐步演變?yōu)楫a(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)共同體整體實(shí)力的競(jìng)爭(zhēng)。企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，不僅僅表現(xiàn)其自身的優(yōu)勢(shì)，而且要求與之相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)企業(yè)也同樣建立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。電信運(yùn)營(yíng)商是產(chǎn)業(yè)鏈的紐帶，一方面需要引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展方向，同時(shí)，也需要產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的大力支持和配合，共同分享市場(chǎng)繁榮所帶來(lái)的成果。在與設(shè)備制造商的合作中，轉(zhuǎn)變單純的買(mǎi)方和賣(mài)方的關(guān)系，從用戶需求出發(fā)，共同研究和開(kāi)發(fā)市場(chǎng)需求，強(qiáng)化戰(zhàn)略合作伙伴

31、關(guān)系。為加強(qiáng)與各終端制造商的合作，今年，我們成立了終端管理中心，積極介入CDMA終端開(kāi)發(fā)，加大集中統(tǒng)一管理力度，充分發(fā)揮運(yùn)營(yíng)商在產(chǎn)業(yè)鏈中的紐帶作用。 在新的發(fā)展時(shí)期，中國(guó)電信將按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，在信息產(chǎn)業(yè)部等有關(guān)部門(mén)的指導(dǎo)下，與兄弟企業(yè)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟共同營(yíng)造和諧多贏的電信市場(chǎng)環(huán)境，提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，為我國(guó)電信業(yè)持續(xù)健康發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)。 1.4 OFDM技術(shù)在未來(lái)通信中的作用有人說(shuō)，我們現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入到一個(gè)移動(dòng)通信的時(shí)代，人們完全可以用無(wú)線的通信手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線電話。雖然這樣的說(shuō)法有些不切實(shí)際，但是畢竟近幾年來(lái)無(wú)線通信的迅猛發(fā)展確實(shí)大有讓人們產(chǎn)生上述觀點(diǎn)之勢(shì)。一些新興的無(wú)線傳輸、無(wú)線接入技術(shù)正在

32、不斷興起，吸引了世界上眾多的參與者，熱點(diǎn)頻現(xiàn)，如OFDM技術(shù)、MIMO技術(shù)、UWB技術(shù)以及ZigBee技術(shù)等等，它們的涌現(xiàn)給無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力。在眾多的無(wú)線技術(shù)當(dāng)中，OFDM以其獨(dú)特的魅力成為最大的一個(gè)亮點(diǎn)。從WLAN到WiMAX、Flash-OFDM，從LTE到B3G，再到超寬帶無(wú)線通信技術(shù)UWB，OFDM幾乎成了新一代無(wú)線通信技術(shù)的標(biāo)志。OFDM，即正交頻分復(fù)用技術(shù)，以其新型信號(hào)調(diào)制復(fù)用方法在寬帶無(wú)線接入領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐漸成為一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。由于OFDM在技術(shù)上存在相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，除頻譜利用率高和較強(qiáng)的帶寬擴(kuò)展性外，由于其采用了子載波傳輸，使其在抗多徑衰落性能方面的優(yōu)勢(shì)非常明顯，

33、另外，OFDM系統(tǒng)可靈活選擇各子載波進(jìn)行傳輸，使其具有靈活分配頻譜資源的性能，所以它越來(lái)越得到人們的重視，各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)化工作也在不斷開(kāi)展中。如今，人們已經(jīng)將OFDM技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)與各自的研究領(lǐng)域結(jié)合了起來(lái)。首先，在寬帶接入系統(tǒng)中，由于OFDM系統(tǒng)具備良好的特性，將成為下一代蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有力支撐。專家指出，4G等未來(lái)移動(dòng)通信以數(shù)據(jù)通信和圖像通信為主，數(shù)據(jù)通信的速率比3G要大大提高，還特別注重與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，通信以IP協(xié)議為基礎(chǔ)等等。其中就牽涉到很多關(guān)鍵技術(shù)，如為了達(dá)到高速傳輸以及高QoS的保障，必須使頻譜利用率提高、信號(hào)抗衰落能力增強(qiáng)、抗碼間干擾能力顯著增強(qiáng)等，我們需要OFDM等先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)。

34、而目前正在研發(fā)的3GPPLTE技術(shù)也很可能選用OFDM及其改進(jìn)型作為基本多址技術(shù)。因此我們可以預(yù)見(jiàn)，OFDM技術(shù)將在未來(lái)發(fā)揮如今CDMA技術(shù)對(duì)于移動(dòng)通信一樣的重要作用，甚至產(chǎn)生更廣泛的影響。其次，在無(wú)線局域網(wǎng)中，OFDM等技術(shù)開(kāi)始得到應(yīng)用，以提升WLAN的性能。如802.11a和802.11g都采用OFDM調(diào)制技術(shù)，提高了傳輸速率，增加了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。802.11n計(jì)劃采用MIMO與OFDM相結(jié)合，使傳輸速率成倍提高。最后，在數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中，數(shù)字音頻廣播(DAB)是第一個(gè)正式使用OFDM標(biāo)準(zhǔn)的。另外，當(dāng)前國(guó)際上全數(shù)字高清晰度電視傳輸系統(tǒng)中采用的調(diào)制技術(shù)就包括OFDM技術(shù)，歐洲HDTV傳輸系統(tǒng)

35、已經(jīng)采用了編碼OFDM技術(shù)。它具有很高的頻譜利用率，可以進(jìn)一步提高抗干擾能力，滿足電視系統(tǒng)的傳輸要求?？傊且?yàn)榫邆淞孙@著的優(yōu)勢(shì)，OFDM在未來(lái)移動(dòng)通信和其他寬帶無(wú)線技術(shù)的發(fā)展中才如魚(yú)得水，獲得了廣泛的應(yīng)用。我們有理由相信，隨著人們對(duì)無(wú)線通信需求的進(jìn)一步增加，OFDM必將獲得更大的發(fā)展。第二章 OFDM基本原理2.1 OFDM概述OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交頻分復(fù)用技術(shù)，實(shí)際上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation，多載波調(diào)制的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換

36、成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。正交信號(hào)可以通過(guò)在接收端采用相關(guān)技術(shù)來(lái)分開(kāi)，這樣可以減少子信道之間的相互干擾 ICI 。每個(gè)子信道上的信號(hào)帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個(gè)子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號(hào)間干擾。而且由于每個(gè)子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對(duì)容易。2.1.1 OFDM由來(lái)OFDM由多載波調(diào)制(MCM)發(fā)展而來(lái)。美國(guó)軍方早在上世紀(jì)的50-60年代就創(chuàng)建了世界上第一個(gè)MCM系統(tǒng)，在1970年衍生出采用大規(guī)模子載波和頻率重疊技術(shù)的OFDM系統(tǒng)。但在以后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，OFDM邁向?qū)嵺`的腳步放緩。由于OFDM的各個(gè)子載波之間相互正

37、交，采用FFT實(shí)現(xiàn)這種調(diào)制，但在實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)時(shí)傅立葉變換設(shè)備的復(fù)雜度、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)振蕩器的穩(wěn)定性以及射頻功率放大器的線性要求等因素制約了OFDM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)大量研究，在20世紀(jì)80年代，MCM獲得了突破性進(jìn)展，大規(guī)模集成電路促進(jìn)了FFT技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，OFDM逐步進(jìn)入高速M(fèi)odem和數(shù)字移動(dòng)通信的領(lǐng)域。90年代，OFDM開(kāi)始被歐洲和澳大利亞廣泛用于廣播信道的寬帶數(shù)據(jù)通信，數(shù)字音頻廣播(DAB)、高清晰度數(shù)字電視(HDTV)和無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)。隨著DSP芯片技術(shù)的快速發(fā)展，格柵編碼技術(shù)、軟判決技術(shù)、信道自適應(yīng)技術(shù)等成熟技術(shù)的應(yīng)用，OFMD技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和完善指日可待。2.2 OFDM系統(tǒng)的

38、基本結(jié)構(gòu) 2.2.1 OFDM 信號(hào)的產(chǎn)生正交頻分復(fù)用（OFDM）是多載波調(diào)制（MCM）技術(shù)的一種。MCM的基本思想是把數(shù)據(jù)流串轉(zhuǎn)變?yōu)镹路速率較低的子數(shù)據(jù)流，用它們分別去調(diào)制N路子載波后再進(jìn)行傳輸。因子數(shù)據(jù)流的速率是原來(lái)的1/N，即符號(hào)周期擴(kuò)大為原來(lái)的N倍，遠(yuǎn)大于信道的最大延遲擴(kuò)Smax，這樣MCM就把一個(gè)寬帶頻率選擇性信道劃分成了N個(gè)窄帶平坦衰落信道（均衡簡(jiǎn)單），從而“先天”具有很強(qiáng)的抗多徑衰落和抗脈沖干擾的能力，特別適合于高速無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。OFDM是一種子載波相互混疊的MCM，因此它除了具有上述,MCM的優(yōu)勢(shì)外，還具有更高的頻譜利用率。OFDM選擇時(shí)域相互正交的子載波，它們雖然在頻域相互混

39、疊，卻仍能在接收端被分離出來(lái)。OFDM系統(tǒng)框圖如圖2-1所示一個(gè)OFDM符號(hào)之內(nèi)包括多個(gè)經(jīng)過(guò)相移鍵控(PSK)或者正交幅度調(diào)制(QAM)的子載波。OFDM符號(hào)可以表示為式（2-1）。， (式21)式中 N子載波的個(gè)數(shù)； TOFDM符號(hào)的持續(xù)時(shí)間（周期）；分配給每個(gè)信道的數(shù)據(jù)符號(hào)；第個(gè)子載波的載波頻率；rect()矩形函數(shù)，rect()=1，T/2。s()=0, 或T式中 每個(gè)子載波在一個(gè)OFDM符號(hào)周期內(nèi)都包含整數(shù)倍個(gè)周期，=+,而且各個(gè)相鄰的子載波之間相差1個(gè)周期，其正交性證明如下：對(duì)式（2-1）中的第個(gè)子載波進(jìn)行解調(diào)，然后再時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)進(jìn)行積分，即（2-2）由式（2-2）可看到，對(duì)第個(gè)子載波

40、進(jìn)行解調(diào)可以恢復(fù)出期望的符號(hào)，而對(duì)其他子載波來(lái)說(shuō)，由于在積分間隔內(nèi)，頻率差別（可以產(chǎn)生整數(shù)倍個(gè)周期，所以積分結(jié)果為零。 因此OFDM信號(hào)頻譜實(shí)際上是滿足乃奎斯特準(zhǔn)則的，即多個(gè)子載波之間不存在相互干擾。2.2.2 OFDM信號(hào)的頻譜特性 當(dāng)各個(gè)子載波用QAM或MPSK進(jìn)行調(diào)制時(shí)，如果基帶信號(hào)采用矩形波，則每個(gè)子信道上已調(diào)信號(hào)的頻譜為形狀，其主瓣寬度為2/TSHz，其中TS為OFDM信號(hào)長(zhǎng)度（不包括CP）。由于在TS時(shí)間內(nèi)共有OFDM信號(hào)的N個(gè)抽樣，所以O(shè)FDM信號(hào)的時(shí)域抽樣頻率，即，所以 (2-3)即這些已調(diào)子載波信號(hào)頻譜函數(shù)的主瓣寬度為2/TS，間隔為1TS。根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)，知道它們?cè)陬l域上正

41、交，這就是正交頻分復(fù)用（OFDM）名稱的由來(lái)。我們知道，一般的頻分復(fù)用傳輸系統(tǒng)的各子信道之間要有一定的保護(hù)頻帶，以便在接收端可以用帶通濾波器分離出各子信道的信號(hào)。保護(hù)頻帶降低了整個(gè)系統(tǒng)的頻譜利用率。OFDM系統(tǒng)的子信道之間不但沒(méi)有保護(hù)頻帶，而且各子信道的信號(hào)頻譜還相互重疊，如圖2-2所示這使得OFDM系統(tǒng)的頻譜利用率相比普通頻分復(fù)用系統(tǒng)有很大的提高，而各子載波可以采用頻譜效率高的QAM和MPSK調(diào)制方式，進(jìn)一步提高了OFDM系統(tǒng)的頻譜效率。應(yīng)該指出，由于循環(huán)前綴的影響，OFDM信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)將發(fā)生一定的變化，但是這僅僅使信號(hào)的某些頻譜成分得到增強(qiáng)，而不會(huì)使OFDM信號(hào)增加新的頻率成分。我們知道

42、，移動(dòng)信道一般存在多徑傳播問(wèn)題，使信道表現(xiàn)出明顯的衰落特性，信道的多徑衰落在單載波傳輸系統(tǒng)中往往會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的碼間干擾，使得接收機(jī)往往需要比較復(fù)雜的均衡濾波器，所以設(shè)計(jì)單載波高速移動(dòng)通信系統(tǒng)的均衡器是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)性的工作。OFDM系統(tǒng)利用N個(gè)子載波，將整個(gè)信道劃分成N個(gè)子信道，在每個(gè)子信道上信道的衰落近似平坦衰落，而且每個(gè)子信道上的碼速率也比較低，這使得OFDM系統(tǒng)的均衡器的設(shè)計(jì)比較容易，一般每個(gè)子信道只需要一個(gè)單抽頭的（自適應(yīng)）均衡器即可，這也是OFDM吸引人的特點(diǎn)之一。OFDM子信道之間的間隔對(duì)系統(tǒng)的性能也有很大影響。子信道間隔越大，由于各種因素造成的子信道間的干擾越小，但是同時(shí)系統(tǒng)的頻頻利

43、用率也越低，由于子信道帶寬的加大，系統(tǒng)抗擊頻率選擇性衰落的能力也下降；反之，為提高系統(tǒng)的頻譜效率而縮小子信道間的間隔，必然使系統(tǒng)的子載波間的干擾加大；系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要在它們之間折中。信道帶寬和FFT的點(diǎn)數(shù)決定了OFDM子信道間的間隔，確定子信道間隔的一般原則是，滿足系統(tǒng)頻譜利用率和保證OFDM系統(tǒng)的良好的抗擊選擇性衰落的前提下，盡可能加大子載波間的間隔。2.23保護(hù)間隔和循環(huán)前綴后綴在無(wú)線衰落信道中，多徑的影響導(dǎo)致接收信號(hào)產(chǎn)生時(shí)延擴(kuò)展，因此一個(gè)碼元的波形可能擴(kuò)展到其它碼元的周期中，引起碼間串?dāng)_(IS1)，這也是導(dǎo)致傳輸性能下降的主要原因。為避免ISI，應(yīng)使碼元周期大于多徑效應(yīng)引起的時(shí)延擴(kuò)展，實(shí)

44、際中應(yīng)大于最大多徑時(shí)延。 OFDM系統(tǒng)中，通過(guò)降低碼元速率使得ISI的影響降低，同時(shí)可以在每個(gè)OFDM符號(hào)之間加人保護(hù)間隔，而且保護(hù)間隔長(zhǎng)度一般要大于無(wú)線信道的最大時(shí)延擴(kuò)展，即在N個(gè)數(shù)據(jù)塊后加個(gè)0，進(jìn)一步消除殘留的ISI。如圖2-3所示。然而在這種情況下，由于多徑傳播的影響，會(huì)產(chǎn)生載波之間的干擾（ICI）,即子載波之間的正交性遭到破壞，如圖2-4所示。由于在FFT運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)，第一個(gè)子載波和第二個(gè)子載波之間的周期數(shù)之差不再是整數(shù)，由上面正交性證明知，這兩個(gè)子載波不再正交，所以當(dāng)接收機(jī)試圖對(duì)第一子載波進(jìn)行解調(diào)時(shí)，第二子載波會(huì)對(duì)第一子載波造成干擾。把循環(huán)前綴（CP）或者稱循環(huán)擴(kuò)展引入OFDM以解

45、決正交性問(wèn)題。為了克服ICI，人們?cè)诒Ｗo(hù)間隔中加入的是OFDM符號(hào)的循環(huán)擴(kuò)展，而不是使用空白保護(hù)間隔，如圖2-5所示。改用循環(huán)前綴后，只要多徑時(shí)延小于保護(hù)間隔，在FFT的運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)，不會(huì)發(fā)生信號(hào)相位的跳變，因此OFDM接收機(jī)所接收到的僅僅是存在某些相位偏移多個(gè)單純連續(xù)正弦波德疊加信號(hào)，而且這種疊加頁(yè)不會(huì)破壞子載波之間的正交性。此外，循環(huán)擴(kuò)展的長(zhǎng)度取決于信道的時(shí)延擴(kuò)展，同時(shí)循環(huán)擴(kuò)展還有一個(gè)更重要的作用，即可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的同步。加入循環(huán)前綴后完整的OFDM系統(tǒng)的組成框圖如圖2-6所示。輸入比特序列完成串/并變換后，根據(jù)采用的調(diào)制方式，完成相應(yīng)的調(diào)制映射，形成調(diào)制信息序列，對(duì)其進(jìn)行IFFT,計(jì)算出

46、OFDM已調(diào)信號(hào)的時(shí)域抽樣序列，加上循環(huán)前綴CP（循環(huán)前綴可以使用OFDM系統(tǒng)完全消除信號(hào)的多徑傳播造成的碼間干擾（ISI）和載波間干擾（ICI），再做D/A轉(zhuǎn)換，得到OFDM已調(diào)信號(hào)的時(shí)域波形。接收端先對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，去掉循環(huán)前綴CP，得到OFDM已調(diào)信號(hào)的抽樣序列，對(duì)該抽樣序列做DFT即得原調(diào)制信息序列。循環(huán)前綴CP的引入，使得OFDM傳輸再一定條件下可以完全消除由于多徑傳播造成的碼間干擾（ISI）和載波間干擾（ICI）的影響，大大推進(jìn)了OFDM技術(shù)實(shí)用化進(jìn)程。 2.24 OFDM 加窗技術(shù)在OFDM系統(tǒng)中，一個(gè)OFDM信號(hào)是包括多個(gè)經(jīng)過(guò)調(diào)制的子載波的合成信號(hào)。其中，每個(gè)子載波都

47、可以受到相移鍵控（PSK）或者是正交幅度調(diào)制（OAM）信號(hào)的調(diào)制，并且每個(gè)子載波之間滿足正交性，即 (2-4)式中 OFDM信號(hào)的寬度； 發(fā)送載波的基本頻率。取rect ,則從t=0開(kāi)始的OFDM信號(hào)可表示為 （2-5）OFDM信號(hào)的功率譜密度為信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換，即 （2-6）由于自相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換就是信號(hào)的功率譜密度，由此可得到OFDM信號(hào)的功率譜密度。從其功率譜密度圖分析可以得出，其外功率譜密度衰減比較慢，即外輻射功率比較大。因此，為了讓帶寬之外的功率譜密度下降的更快，則需要對(duì)OFDM信號(hào)采用“加窗”技術(shù)。對(duì)OFDM符號(hào)“加窗”使信號(hào)周期邊緣的幅度值逐漸過(guò)渡到零。根據(jù)時(shí)域相

48、乘等效于頻域卷積的原理，經(jīng)過(guò)加窗的OFDM信號(hào)的頻譜等于原始OFDM信號(hào)頻譜與窗函數(shù)頻譜的卷積，因此，其帶外頻譜特性主要是由兩者之間頻譜寬度較大的信號(hào)來(lái)決定，也就是由加入的窗函數(shù)的頻譜來(lái)決定。因此，選擇窗函數(shù)的原則就是：其頻譜特性比較好，而且非恒定信號(hào)幅度部分也不能過(guò)長(zhǎng)，避免對(duì)更多個(gè)時(shí)域采樣信號(hào)造成影響。為了保證在接收端能準(zhǔn)確的恢復(fù)出原信號(hào)，在發(fā)送端，除了增加循環(huán)前綴外，還增加了額外的保護(hù)間隔，這個(gè)保護(hù)間隔也是采用了OFDM信號(hào)的循環(huán)擴(kuò)展。通過(guò)增加額外的保護(hù)間隔，可以保證非恒定信號(hào)幅度部分不會(huì)落入FFT的時(shí)間區(qū)域內(nèi)。這樣，在接受端，在精確同步的前提下，就可以去除窗函數(shù)，取出所需要的時(shí)域信號(hào)，通

49、過(guò)FFT恢復(fù)出發(fā)送端所發(fā)送的數(shù)據(jù)。通常采用的一類(lèi)窗類(lèi)型就是升余弦函數(shù)，其定義如下 式中 TS加窗前的信號(hào)長(zhǎng)度。而加窗后的信號(hào)長(zhǎng)度應(yīng)該為，從而允許相鄰的信號(hào)間存在有相互覆蓋的區(qū)域。這個(gè)區(qū)域的長(zhǎng)度是由滾降系數(shù)決定的，也就是等于循環(huán)前綴的長(zhǎng)度。經(jīng)過(guò)加窗后的OFDM信號(hào)如圖2-7示。圖40頁(yè) 分析后可以得出，加入窗函數(shù)，不僅在時(shí)域上改變了信號(hào)的形狀，而且也改變了其頻域的形狀。 2.3 OFDM技術(shù)的特點(diǎn)2.3.1 OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1頻譜利用率較高OFDM技術(shù)可以被看作是一種調(diào)制技術(shù)，也可以被當(dāng)作一種復(fù)用技術(shù)。傳統(tǒng)的頻分復(fù)用（FDM）多載波調(diào)制技術(shù)中各個(gè)子載波的頻譜是互不重疊的，同時(shí)，為了減少各子載波

50、之間的相互干擾，子載波之間需要保留足夠的頻率間隔，頻譜利用率較低；而OFDM多載波調(diào)制技術(shù)中各子載波的頻譜是互相重疊的，并且在整個(gè)符號(hào)周期內(nèi)滿足正交性，不但減小了子載波間的相互干擾，還大大減少了保護(hù)帶寬，提高了頻譜利用率2抗碼間干擾（ISI，Inter-Symbol Interference）能力強(qiáng)碼間干擾是數(shù)字通信系統(tǒng)中除噪聲干擾之外最主要的干擾，它與加性的噪聲干擾不同，是一種乘性的干擾。造成碼間干擾的原因有很多，實(shí)際上，只要傳輸信道的頻帶是有限的，就會(huì)造成一定的碼間干擾。OFDM通過(guò)在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊之間插入一個(gè)大于信道脈沖響應(yīng)時(shí)間的保護(hù)間隔，消除了由于多徑時(shí)延擴(kuò)展引起的符號(hào)間干擾。2頻率選擇

51、性衰落和窄帶干擾能力強(qiáng)在單載波系統(tǒng)中，一次衰落或者干擾會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鏈路失效，但是在多載波系統(tǒng)中，某一時(shí)刻只會(huì)有少部分的子信道受到深衰落的影響。OFDM把信息通過(guò)多個(gè)子載波傳輸，在每個(gè)子載波上的信號(hào)時(shí)間就相應(yīng)地比同速率的單載波系統(tǒng)上的信號(hào)時(shí)間長(zhǎng)很多倍，使OFDM對(duì)脈沖噪聲和信道快速衰落的抵抗力更強(qiáng)。同時(shí)，通過(guò)子載波的聯(lián)合編碼，達(dá)到了子信道間的頻率分集的作用，也增強(qiáng)了對(duì)脈沖噪聲和信道快速衰落的抵抗力。OFDM還可以根據(jù)每個(gè)子載波的信噪比來(lái)優(yōu)化分配每個(gè)子載波上傳送的信息比特，自動(dòng)控制各個(gè)子載波的使用，有效避開(kāi)噪聲干擾以及頻率選擇性對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)信道的自適應(yīng)性。通過(guò)軟件編程，OFDM可以

52、有效地屏蔽某些子載波，實(shí)現(xiàn)對(duì)民用或軍用重要頻點(diǎn)的保護(hù)。在電力線通信中，OFDM通過(guò)把電力線分為許多窄帶子信道，使得各個(gè)子信道呈現(xiàn)相對(duì)性和平坦特性，不僅消除了由于電力線的低通效應(yīng)和傳遞函數(shù)的劇烈波動(dòng)而引起的失真，而且無(wú)須復(fù)雜的信道均衡系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，成本比較低廉。 2.3.2 OFDM技術(shù)的缺點(diǎn) 于OFDM系統(tǒng)存在多個(gè)正交的子載波，而且其輸出信號(hào)是多個(gè)子信道的疊加，因此與單載波系統(tǒng)相比，存在如下缺點(diǎn)：（1）易受頻率偏差的影響。由于子信道的頻譜相互覆蓋，這就對(duì)它們之間的正交性提出了嚴(yán)格的要求。在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的信號(hào)頻譜偏移或發(fā)射機(jī)與接收機(jī)本地振蕩器之間存在頻率偏差，都會(huì)使O

53、FDM系統(tǒng)子載波之間的正交性遭到破壞，導(dǎo)致子信道間干擾（ICI，Inter-Channel Interference），這種對(duì)頻率偏差的敏感性是OFDM系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)之一。（2）存在較高的峰值平均功率比。多載波系統(tǒng)的輸出式多個(gè)子信道信號(hào)的疊加，因此如果多個(gè)信號(hào)的相位一致時(shí)，所得到的疊加信號(hào)的瞬時(shí)功率就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于信號(hào)的平均功率，導(dǎo)致較大的峰值平均功率比（PAPR，Peak-to-Average Power Ratio）。這就對(duì)發(fā)射機(jī)內(nèi)放大器的線性度提出了很高的要求，因此可能帶來(lái)信號(hào)畸變，使信號(hào)的頻譜發(fā)生變化，從而導(dǎo)致各個(gè)子信道間的正交性遭到破壞，產(chǎn)生干擾，使系統(tǒng)的性能惡化。2.4 0FDM實(shí)現(xiàn)的

54、關(guān)鍵技術(shù)2.41同步技術(shù) 在OFDM系統(tǒng)中，由于碼元寬度相對(duì)較寬，所以系統(tǒng)對(duì)定時(shí)偏移不是很敏感，ISI得到了很好的抑制。但由于子載波的間隔小，所以對(duì)頻率偏移比較敏感，相位噪聲對(duì)系統(tǒng)也有很大的損害。定時(shí)偏移，或者說(shuō)包絡(luò)的延遲失真，并不破壞子載波的正交性，定時(shí)相位偏移引起的只是所有子載波的旋轉(zhuǎn)，合適的信道估計(jì)可以有效地消除這些影響。抽樣頻率的誤差會(huì)產(chǎn)生時(shí)變的定時(shí)偏移，導(dǎo)致時(shí)變的相位變化，也會(huì)引入少量的載波間干擾(ICI)，實(shí)際中由于定時(shí)偏移引入的ICI非常小，EsNo為20dB時(shí)，也只有001dB左右。相位噪聲有兩個(gè)基本的影響，其一是對(duì)所有的子載波引入了一個(gè)隨機(jī)相位變量，跟蹤技術(shù)和差分檢測(cè)可以用來(lái)

55、降低共同相位誤差的影響，其次也會(huì)引人一定量的ICI，因?yàn)橄辔徽`差導(dǎo)致子載波的間隔不再是精確的1T了。頻率偏移在OFDM系統(tǒng)中是比較有害的，它將導(dǎo)致ICI，破壞子載波的正交性。ISI與ICI是矛盾的，一個(gè)減少，另一個(gè)會(huì)增大，由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可以容忍一定量的ISI，所以，可盡量減少I(mǎi)CI，以便降低系統(tǒng)同步實(shí)現(xiàn)的難度，殘留的ISI可以通過(guò)簡(jiǎn)單的均衡消除。頻率偏移導(dǎo)致FFT的間隔周期不再是一個(gè)整數(shù)，所以變換后會(huì)產(chǎn)生ICI。由資料可知，OFDM技術(shù)可接受的最大頻偏與信道信噪比及有效信噪比之差有關(guān)，通常頻率精度必須達(dá)到頻率間隔的1-2。 OFDM系統(tǒng)中主要涉及的同步有碼元同步，載波同步和采樣頻率同步。同

56、步分為幾個(gè)過(guò)程：粗定時(shí)恢復(fù)分組時(shí)隙幀同步，粗頻偏估計(jì)校正，精頻率校正(F1T以后做)，精定時(shí)校正(F叮以后做)。由于同步是OFDM技術(shù)中的一個(gè)難點(diǎn)，因此，很多人也提出了很多OFDM同步算法，主要是針對(duì)循環(huán)擴(kuò)展和特殊的訓(xùn)練序列以及導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)進(jìn)行，其中較常用的有利用奇異值分解的ESPRIT同步算法和ML估計(jì)算法，其中ESPRIT算法雖然估計(jì)精度高，但計(jì)算復(fù)雜，計(jì)算量大，而ML算法利用OFDM信號(hào)的循環(huán)前綴，可以有效地對(duì)OFDM信號(hào)進(jìn)行頻偏和時(shí)偏的聯(lián)合估計(jì)，而且與ESPRIT算法相比，其計(jì)算量要小得多。OFDM技術(shù)的同步算法研究的比較多，需要根據(jù)具體的系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)和研究，利用各種算法融合進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)

57、才是可行的。2.42 訓(xùn)練序列導(dǎo)頻及信道估計(jì)技術(shù)接收端使用差分檢測(cè)時(shí)不需要信道估計(jì)，但仍需要一些導(dǎo)頻信號(hào)提供初始的相位參考，差分檢測(cè)可以降低系統(tǒng)的復(fù)雜度和導(dǎo)頻的數(shù)量，但卻損失了信噪比。尤其是在OFDM系統(tǒng)中，系統(tǒng)對(duì)頻偏比較敏感，所以一般使用相干檢測(cè)。在系統(tǒng)采用相干檢測(cè)時(shí)，信道估計(jì)是必須的。此時(shí)可以使用訓(xùn)練序列和導(dǎo)頻作為輔助信息，訓(xùn)練序列通常用在非時(shí)變信道中，在時(shí)變信道中一般使用導(dǎo)頻信號(hào)。在OFDM系統(tǒng)中，導(dǎo)頻信號(hào)是時(shí)頻二維的。為了提高估計(jì)的精度，可以插入連續(xù)導(dǎo)頻和分散導(dǎo)頻，導(dǎo)頻的數(shù)量是估計(jì)精度和系統(tǒng)復(fù)雜的折衷。導(dǎo)頻信號(hào)之間的間隔取決于信道的相干時(shí)間和相干帶寬，在時(shí)域上，導(dǎo)頻的間隔應(yīng)小于相干時(shí)間

58、；在頻域上，導(dǎo)頻的間隔應(yīng)小于相干帶寬。圖3是導(dǎo)頻信號(hào)在時(shí)間和頻率上的一般模式，但實(shí)際中，導(dǎo)頻的模式的設(shè)計(jì)要根據(jù)具體情況而定，導(dǎo)頻信號(hào)的功率也可以適當(dāng)大一些。信道估計(jì)器根據(jù)導(dǎo)頻就可以估計(jì)出信道的脈沖響應(yīng)，估計(jì)的方法比較多，匹配濾波器法、最小均方值法、最大后驗(yàn)概率法等都可以根據(jù)具體的系統(tǒng)要求選用。2.43信道編碼和交織技術(shù)在OFDM系統(tǒng)中，由于碼間串?dāng)_不是很?chē)?yán)重，所以隨機(jī)誤碼得到了一定的限制，但對(duì)于突發(fā)誤碼，尤其是在軍用場(chǎng)合，信道編碼和交織技術(shù)還是必須的。由于OFDM信號(hào)具有時(shí)域和頻域的二維結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此信道編碼可以很好地利用此特點(diǎn)，得到更好的糾錯(cuò)性能。此時(shí)通過(guò)合理設(shè)計(jì)時(shí)域和頻域的交織器，可以很好地對(duì)抗突發(fā)錯(cuò)誤和人為干擾。