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1、目 录摘 要IIIAbstractV第一章 绪 论11.1 引 言11.2 OFDM的提出和发展2第二章 OFDM原理52.1 引言52.2 多载波调制52.3 并行传输体制概述92.4 OFDM基本原理102.5 OFDM系统性能特点132.6 本章小结14第三章 基于OFDM的无线局域网173.1 引 言173.2 物理层结构173.3 OFDM PLCP子层183.4 仿真分析213.4.1 SystemView软件简介213.4.2 无线局域网的实现框图223.4.3 采用SystemView进行仿真分析。223.5 本章小结24第四章 总结与展望25致 谢27参考文献29正交频分复用
2、OFDM技术的研究摘 要OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiplexing）即正交频分复用，是一种特殊的多载波调制技术。OFDM全称为正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing），是一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，OFDM/COFDM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（VLSI）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
3、际，为以后OFDM广泛应用于通信领域开辟了道路。论文首先研究了OFDM理论，重点分析了在频率选择性衰落信道中OFDM技术解决码间干扰问题的原理；总结分析了基于OFDM的无线局域网，利用System View对基于OFDM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The research of the Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDM technologyAbstractOFDM (Orthogonal Frequency Divis
4、ion Multiplexing) that is Orthogonal Frequency Division Multiplexing, is a special multi-carrier modulation technique. OFDM full name Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), is a new type of highly efficient multi-carrier modulation technique, it can
5、effectively fight against multi-path communication, so that the signal interference can reliably receive. After several decades of development after, OFDM / COFDM has been widely used in high-speed digital communications, and has spread to other areas. At the same time modern digital signal processi
6、ng technology and ultra-large-scale application specific integrated circuits (VLSI) also makes the development of the fast Fourier transform to achieve change more easily so that the cost of the technology to achieve more practical, for the future OFDM widely used in the field of communication open
7、The road. At the first the Papers Research the OFDM theory, and on the focus of the frequency selective fading channel OFDM technology to solve the interference problem between the code of principle; summary of OFDM-based wireless local area network, using the System View OFDM-based wireless LAN sys
8、tem simulation and May affect the outcome of the signal to noise ratio, modulation and channel mapping an analysis of the results in line with expectations.Keywords：（OFDM）Orthogonal Frequency Division Multiplexing, Multi-carrier modulation, SNR, Modulation mapping.- 5 -第一章 绪 论1.1 引 言个人通信是人类通信的最高目标，它
9、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
10、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一切办法予以克服。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扩散而引起的时间选择性衰落的信道交织编码技术；以及专门为克服多径传播的时延功率谱的扩散而引起的频率选择性衰落 Rake接收技术。目前，在第三代移动通信系统中，高速宽带移动通信系统的频率选择性衰落问题显得特别突出，业界在这方面的研究逐渐趋于热点。随着数字信号处理（DSP）和超大规模集成电路（VLSI）技术的发展，采用多载波传输的方式来克服由于多径效应引入的时延功率谱的扩散而带来的频率选择性衰落，成为
11、当前一种实用且有效的新技术。多载波调制的一种实现方法为正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术。在过去的几年中，多载波调制特别是正交频分复用（OFDM）已经被成功的应用于多种数字通信系统中。虽然OFDM当前被选择作为重要系统分集的物理层标准，但是其理论、算法和应用技术仍然是当前一个很值得研究的课题。这可以从当前技术杂志和会议中有关OFDM的大量文章中看出来。在正交频分复用技术逐渐从理论走向应用的今天，我们有必要在正交频分复用技术实现上进行研究。1.2 OFDM的提出和发展OFDM全称为正交频分复用（Orthogonal Frequ
12、ency Division Multiplexing），是一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。OFDM技术于三十多年前第一次由Chang提出，但是一个OFDM系统的结构非常复杂，从而限制了其进一步推广。正交频分复用（OFDM）的应用可以追溯到一个世纪以前，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。另一种
13、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一个串并变换器之后的成为并行输出。在同一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。并行系统中每一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一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一些保护间隔。但在另一方面，单载波系统更容易产生符号间串扰
14、。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。并行传输技术的一种额外的优点是它能抵抗多种形式的脉冲噪声。一种后来实现的多载波系统在每个子载波上使用9点的QAM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。这项技术的另一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
15、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。1971年Weinstein成功地将DFT用到并行传输系统中作为调制解调的手段。这样一来，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（FFT）的专用器件来实现全数字化的调制解调过程。解决OFDM复杂性问题的主要进展是在调制和解调中使用了FFT。这一进展同时发生在数字信号处理技术引入MODEM设计的时期。这一技术主要包括将输入信息打包成每组数据为N个复数码元的多个组，每组中的一个复数码元在一个子信道上传输。实现时对每组数据进行IFFT后串行的传输。在接收端对信号取样后，对每组数据进行FFT，恢复所传输的信息。这种形式的OFDM通常称为离散多音频（DMT）。传输线路上的信号频谱与N个并行的QAM信号的频谱是一致的，就是以码元速率
