4G通信系统中的OFDM技术分析

1.简介在21世纪,移动通信技术和市场发展迅速。

在新技术和市场需求的共同作用下,第三代移动通信系统-3G出现了。

3G使用码分多址(CDMA)技术来处理多径问题,以获得多径分集增益。

但是,在该系统中,多径干扰和多用户干扰总是共存的。

在大量用户的情况下,很难实现多用户检测。

CDMA本身是一个自扰系统,所有移动用户都占用相同的带宽和频率,因此,在系统容量有限的情况下,用户越多,实现更高通信速率的难度就越大。

因此,3G系统提供2Mb / s的带宽共享。

当多个用户同时使用它时,每个用户可用的平均带宽远低于2Mb / s,并且这种带宽不能满足移动用户对某些多媒体服务的需求。

不同领域技术的集成与协作,以及新型无线宽带技术的智能化和针对用户的新服务,所有这些必将产生新一代的移动通信系统4G。

与3G相比,4G可以提供高达100Mb / s的数据传输速率,支持从语音到数据的多媒体服务,并可以实现更高的频谱利用率和更低的成本。

为了实现上述目标,在4G中必须采用其他突破性技术,例如3G中的CDMA,尤其是在移动环境和频谱资源有限的情况下,如何稳定,可靠和高效地支持高数据速率数据传输。

因此,在4G移动通信系统中,采用OFDM技术作为其核心技术。

它可以有效地提高传输速率,增加系统容量,避免高速引起的各种干扰,具有良好的抗噪性能和抗多径性。

诸如信道干扰和高频谱利用率的优点。

本文将介绍OFDM的基本原理,其调制/解调技术和循环前缀技术的实现,并从三个主要方面对OFDM和CDMA技术进行比较和分析。

2 OFDM技术分析2.1 OFDM基本原理orthogonal正交频分复用的基本原理可以总结如下:高速数据流被串行到并行转换并分配给传输速率相对较低的几个子信道进行传输。

在频域中,信道被分成多个相互正交的子信道,每个子信道具有其自己的载波以分别进行调制,并且信号通过每个子信道独立地发送。

由于多径传播效应,接收到的信号将相互重叠,从而导致信号波形之间相互干扰,从而形成符号间干扰。

如果每个子信道的带宽足够窄,则每个子信道的频率特性可以近似地视为平坦的。

的。

如图1所示。

因此,每个子信道可以被视为理想的信道,而没有符号间干扰。

这样,可以在接收端不使用复杂的信道均衡技术的情况下可靠地解调接收到的信号。

在OFDM系统中,在OFDM符号之间插入保护间隔以确保频域子信道之间的正交性并消除由多径传播效应引起的OFDM符号之间的干扰。

因此,OFDM特别适用于具有多径衰落的移动无线信道中的高速数据传输。

OFDM的原理框图如图2所示。

如图2所示,原始的高速率比特流经过串行/并行转换后被转换为几组低速率比特流d(M)。

这些d(M)被调制成相应的频域信号,然后加上循环前缀,进行D / A转换,并通过RF发送出去。

无线信道发送完毕后,接收机将按照与发射机相反的顺序进行接收和解调,以获取原始的发送信号。

在图2中,d(M)是第M个调制符号;图中的OFDM调制信号D(t)的表达式为:在公式(1)中:T为符号周期加保护时间; fn是每个子载波的频率。

频率可以表示为:在公式(2)中:f0是最低的子载波频率; f0是最低的子载波频率。

Ts是符号周期。

在发送端,通过常规QAM对发送的数据进行调制以形成基带信号。

在串行并行转换为M个子信号后,这些子信号然后调制相互正交的M个子载波,其中/ orthogonal 0表示精确的ma

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