無線通信中的OFDM技術與同步問題研究

1、    無線通信中的ofdm技術與同步問題研究    崔娜【摘要】 隨著科技的發(fā)展，時代的進步，無線通信逐漸由早期用于傳輸語音數(shù)據(jù)的功能擴展到各個領域。現(xiàn)在智能移動電話已經(jīng)在移動通信中得到了廣泛應用，并且隨著用戶要求的不斷提高，無線通信在數(shù)據(jù)傳輸速度方面的發(fā)展也越來越快。通過本文對無線通信中ofdm技術以及同步問題的分析和研究，希望能夠為促進無線通信行業(yè)的發(fā)展起到一定積極作用。因此，加大對無線通信中ofdm技術的研究和分析將具有十分重要的現(xiàn)實意義?！娟P鍵詞】 無線通信 ofdm技術 同步技術ofdm技術運行的基本原理簡而言之就是降低子載波上符號的速率，通

2、過將高速的數(shù)據(jù)流轉化為低速的數(shù)據(jù)流，將串行的數(shù)據(jù)流轉換成并行的數(shù)據(jù)流，達到在多個相互之間有正交關系的子載波上進行數(shù)據(jù)流傳輸?shù)哪康摹Ｒ舱怯捎谶@種數(shù)據(jù)流的轉化方法，避免了子載波間出現(xiàn)干擾的現(xiàn)象，提高了頻帶的使用效率。一、ofdm技術的同步問題分析1.1 ofdm 同步模型分析同步技術在無線通信領域中是非常關鍵的技術，其在ofdm系統(tǒng)中同樣重要。下圖為ofdm系統(tǒng)同步模型圖：ofdm系統(tǒng)對于其信號的處理過程分為三個同步問題：第一，符號定時同步（fft窗口準確位置的符號）；第二，樣值同步（數(shù)模與模數(shù)轉換時的時鐘采樣值）；第三，信道載波頻率同步（發(fā)射端和接收端的載波頻率）。同時ofdm系統(tǒng)同步模型也對

3、每個同步在系統(tǒng)中的位置進行了表示。1.2 ofdm 同步算法分析1.非數(shù)據(jù)輔助算法。從信號的發(fā)送一直到其接收，在整個過程中，非數(shù)據(jù)輔助算法指的是這一過程不使用任何輔助符號而進行同步。這種算法通常是對自身循環(huán)前綴的使用來進行定時同步的。由于循環(huán)前綴在ofdm系統(tǒng)中的加入，使得前后數(shù)據(jù)都與其符號有了關系，這樣就可以利用關系進行定時同步。如果處理理想的信道環(huán)境下，非數(shù)據(jù)輔助算法的性能非常好，但是如果處于多徑衰落信道下，這種算法就不能克服isi的影響，其性能的發(fā)揮也很差。2.數(shù)據(jù)輔助算法分析。數(shù)據(jù)輔助算法是在ofdm符號中插入同步的訓練符號序列，其插入的位置一般是在一個或者一段 ofdm 符號的前面。

4、加入訓練符號序列之后雖然會降低傳輸速率，但是卻能完成信道估計和同步估計。因此數(shù)據(jù)輔助算法能夠針對不同的業(yè)務需求，來選擇不同的訓練符號。與非數(shù)據(jù)輔助算法相比，數(shù)據(jù)輔助算法能夠實現(xiàn)多徑衰落信道中的較好的估計性能，因此其對于無線通信系統(tǒng)而言，更加適合。3.訓練序列同步算法。發(fā)送信號的訓練符號在ofdm中是重復的，而且符號經(jīng)受了相同的頻率偏移，這就使得相位差產(chǎn)生，即一個可以通過計算得到的相位差。訓練序列同步算法的下一步計算可以根據(jù)得到的相位差來進行頻偏估計。通過對重復發(fā)送的訓練符號數(shù)據(jù)塊進行捕獲和處理，接收端就能夠得到頻率偏移估計并同時獲得符號定時估計。二、0fdm技術在光纖通信系統(tǒng)中的應用基于iff

5、t/fft的ofdm系統(tǒng)一般地，傳統(tǒng)頻分復用系統(tǒng)（fdm）在規(guī)避載波互擾方面主要以增加保護頻帶的方式實現(xiàn)，該做法一定程度上無法保證頻譜有用率。正交頻分復用系統(tǒng)（0fdm）利用正交濾波器將不同子載波分割成為多組子信道，主要適用路數(shù)較多的情況。上世紀80年代初期，weinstein和ebert在多載波傳輸系統(tǒng)內引入dft程序，以此為多路徑信道復合與分解打開了方便之門。同時，為有效規(guī)避多路徑信道引起0fdm符號間互相干擾（isi）的問題，每組符號間均插入循環(huán)前綴（即cyclic prefix，cp），也就是把0fdm符號最后幾個碼元直接復制插入至自身前一位。若循環(huán)前綴（即cyclic prefix，

6、cp）占用時間超過或等于最大的時延拓展tmax，其說明多路徑信道的通信信號不會直接延伸至下個傳輸周期。我們認為循環(huán)前綴（即cyclic prefix，cp）可對應l組碼元，則將發(fā)送符號“s”以公式表示為：s=xn-g，xn-g+1，xn-1，x0，x1，xn-1。經(jīng)信道傳輸，接收客戶端移動符號“s”內前o個碼元，由此可得0fdm符號“y”，“y”由m組碼元共同構成。然后，經(jīng)由“y”檢測處理恢復最初信號。相較于同速率單載波系統(tǒng)，0fdm系統(tǒng)的子載波碼元寬度均為單載波碼元寬度的m倍，其信道時延拓展的性能更好，這樣說明了0fdm系統(tǒng)具有良好的抗干擾能力?？偨Y：目前，ofdm技術是無線通信領域的關鍵技術以及最具潛力技術之一。與其他無線傳輸技術相比，它具備自己獨特的優(yōu)勢，適用于高速無線傳輸系統(tǒng)，目前已經(jīng)在hdtv、無線寬帶接入、無線局域網(wǎng)以及dvb等系統(tǒng)中得到廣泛應用。由此，0fdm系統(tǒng)從其技術特點方面來看，儼然成為新一代光纖通信系統(tǒng)不可或缺的技術手段之一。參 考 文 獻1林燕.高速光纖