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移动通信扩频通信.ppt

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OFDM 实现方法 利用IFFT实现OFDM系统调制框图 OFDM 实现方法 FFT实现OFDM解调框图 循环前缀(CP)的作用 消除符号间干扰(ISI) 消除子载波间干扰(ICI) 降低同步误差敏感度 估计符号时间和载波频率的偏移 OFDM 的优点 抗多径传播和频率选择性衰落能力强; 动态比特分配和子载波分配技术使系统达到最大传输速率; 对脉冲干扰的抵抗能力比单载波系统强; 可以利用IDFT/DFT 代替多载波调制解调,且各子载波正交重叠,频谱效率比串行系统提高一倍。 OFDM 是一种特殊的多载波传输方案,既可看成是一种调制技术,也可看成一种复用技术。 OFDM 优点---抗多径时延能力 解调后采用简单的频域均衡,而非复杂的时域均衡。 OFDM 优点---自适应比特与功率分配 OFDM 优点---抗突发噪声 FFT 运算具有分散噪声功率的作用 OFDM 的缺点 对符号定时和载波频率偏差比单载波系统敏感,无线信道的多径时延扩展和多普勒频移会损坏OFDM 子载波之间的正交性,造成子频道之间的相互干扰(ICI); 多载波信号是多个单载波信号的叠加,因此其峰值功率与平均功率的比值(PAPR)大于单载波系统,对前置放大器的线性要求较高,否则频谱失真将破坏子载波之间的正交性。 OFDM 的缺点---非线性失真 OFDM 的关键技术——同步 时域同步:找出符号边界位置和最佳的时间间隔,使ISI 和ICI 最小。 频域同步:测量和纠正载波频率偏差,减小ICI。 尤其对上行链路,来自各移动终端的信号必须同步到达基站才能保持子载波之间的正交性。 同样包括捕获和跟踪两个阶段。 三方面内容:帧检测、载频偏差估计及纠正、采样偏差校正。 采用循环前缀:形成保护间隔,适用于跟踪或盲同步; 采用特殊的训练符号和匹配滤波器:适用于高速分组传输。 OFDM 的关键技术—降低PAPR 信号失真技术:采用修剪、峰值窗口去除或峰值删除等技术,简单地去除峰值振幅值; 编码技术:采用专门的纠错码,去除产生大PAPR 的OFDM 符号; 信号扰码技术:采用部分地发送序列(PTS)或选择映射(SLM)等相位重置技术,使生成的OFDM 符号的互相关性近似为0,从而减小OFDM 的PAPR; 信号空间扩展技术。 OFDM 系统的其它关键技术 信道估计、导频信息选择:设计具有良好的导频跟踪能力且复杂度低的信道估计器; 实际设计中,导频信息选择和最佳估计器设计通常是相关的,估计器的性能与导频信息的传输方式有关。 信道编码与交织:COFDM。 可采用各种信道编码方式;卷积码效果比分组码好。 均衡:通过系统复杂度的增加提高频谱利用率,一般可不用。 OFDM 与空时编码相结合。 OFDM 的应用 数字用户环线:在现有数字用户环线上提供高速率数字接入服务。 高比特数字用户环线HDSL,1.6Mbps; 非对称数字用户环线ADSL,1.536Mbps; 超高速数字用户环线VHDSL,100Mbps。 无线局域网:低移动、低时延扩展、高速无线接入,多用于室内环境。 802.11a 标准(2.4G 与5GHz 频段50Mbps 接入); HiperLAN。 数字广播:无线信道下高品质的音视频广播服务。 欧洲地面数字视频广播DVB-T4.89~31.67Mbps HDTV; 日本地面数字视频广播ISDB-T3.65~23.23Mbps HDTV; 中国的HDTV 方案DMT。 回顾 OFDM: 原理 实现 优缺点 OFDM 与CDMA 相结合 可获得OFDM 和CDMA 两种技术的优点; 提出了三种略微不同的方案: MC-CDMA(多载波CDMA) MC-DS-CDMA(多载波直扩CDMA ) MT-CDMA(多音频CDMA) MC-DS-CDMA 对S/P 变换后的数据符号分别进行(时域)扩频,然后调制在不同的子载波上,频谱如同OFDM。 若c(t)=[c1, c2, …, cN] 表示分配给某用户的一组扩频码,则多载波DS-CDMA 的发射机结构为: MC-DS-CDMA 发送接收框图 MC-CDMA 对数据符号进行扩频,然后每个码片都在不同的子载波上调制,频谱如同OFDM。 若c(t)=[c1, c2, …, cN] 为分配给某用户的一组扩频码,则MC-CDMA 的发射机结构为: MC-CDMA 发送接收原理图 MT-CDMA MT-CDMA 的发射机与MC-DS-CDMA 具有相同的结构,但采用与子载波数成比例的长扩频码,增大了子载波间的频谱重叠范围。 损害了子载波的正交性,增大了ICI,但减轻了多址干扰(MAI)。 MT-CDMA 发送接收原理图 不同多载波CDMA 技术比较 * 什么是正交性? ????“正交性”是从几何中借来的术语。如果两条直线相交成直角,他们就是正交的。用
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