单载波调制和多载波调制优缺点比较
水下声学通信的工作原理与传输技术
水下声学通信的工作原理与传输技术水下声学通信是指利用声波在水下传播信息的一种通信方式。由于水的密度大，声波在水中的传播速度快，而且水对电磁波的衰减也较小，因此水下声学通信在海洋勘探、海底资源开发、水下机器人等领域具有广泛的应用前景。本文将从工作原理和传输技术两个方面介绍水下声学通信的相关知识。
一、工作原理
水下声学通信的工作原理是利用发射声源产生的声波信号，在水中传播，并通过接收装置接收信号进行解码。其基本原理可以分为以下几个部分：
1. 发射和接收装置：水下声学通信系统中的发射和接收装置是实现信息传输的关键。发射装置通常包括声源、调制器和发射器，用于将待传输的信号转换为相应的声波信号，并通过水中传播。接收装置包括接收器和解调器，用于接收并解码传输过来的声波信号。
2. 声波信号的编码与解码：为了实现信息的传输，需要对待传输的信号进行编码和解码。常用的编码方式有频率移键（FSK）、相位移键（PSK）和振幅移键（ASK）等。在接收端，需要相应的解码器解码接收到的信号，恢复出原始的信息。
3. 信道传输特性：水下信道的传输特性会对声波信号的传播造成影响。水中存在多路径传播、多次反射和散射等现象，导致信号的传播路径复杂，容易产生多径干扰和衰减。因此，在设计水下声学通信系
统时需要考虑这些传输特性，采用合适的调制方式和信号处理算法来提高通信的可靠性。
二、传输技术
针对水下声学通信的特点和需求，研究者们提出了许多传输技术和方法，以提高通信的可靠性和传输速率。以下是目前常用的几种水下声学通信传输技术：
1. 单载波调制技术：单载波调制技术是水下声学通信中最基础的一种传输技术。它利用单一的频率进行调制和解调，具有简单、易实现的特点，但传输速率较低。
OFDM技术的优缺点分析(1)
OFDM技术的优缺点分析
OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）在现代通信领域中被广
泛采用。它被用于无线、有线、光纤、移动通信等多种通信领域，具有很多优点，但也有一些缺点。在本文中，我们将分析 OFDM 技术的优缺点。
优点
抗多径衰落
OFDM 技术最主要的优点之一是它对多路径的抵抗能力更强。多路径干扰结果
在接收端的干扰众多，会充值干扰的严重性和接收端信号与噪声比的损失。OFDM
技术能够迅速适应不同的传播环境，这样即使在多路径存在的情况下，OFDM技术依旧可以提供更好的通信质量。
节省频谱资源
OFDM 技术使用宽带载波和子载波，在信道带宽一定的情况下，能将多路信号
进行复用，这有效地节省了频谱资源。在传统的单载波调制技术中，因为每个信道占用很多的频谱带宽，多个信道之间必须保持空白频带以避免干扰。而 OFDM 技
术通过对载波的正交调制，能够充分利用频谱资源，实现了更高的频谱效率。
抵抗噪声
OFDM 技术通过将一个大数据流分成多个子数据流传输，使每个子数据流对噪
声的抵抗能力更强。即使某个子数据流受到干扰，其他子数据流也能保证正常传输，从而提高了系统的抗噪声能力。
缺点
复杂性高
OFDM 技术使用多个载波和子载波，相应的需要更多的计算量和处理能力。在
实现 OFDM 技术之前，必须进行大量的算法计算、工程设计和设备调试。因此，OFDM 技术的设计成本和开发难度比传统的单载波调制技术更高。
灵敏度低
OFDM 技术通过将一个大数据流分成多个子数据流传输，会导致数据包传输精
光纤通信技术中的多载波调制
光纤通信技术中的多载波调制光纤通信技术是现代通讯领域的一个重要应用，其通信速度快、传输距离远等优点使其成为人们进行数据传输的首选方案。而在
光纤通信传输中，多载波调制成为现代通信技术中不可或缺的重
要构成部分。
一、多载波调制技术的概念
在现代光纤通信中，多载波调制技术主要指的是将多个独立的
调制信号通过不同频率的载波合并在一起，进行光信号传输。这
种技术是一种在光纤通信领域中应用广泛的数字调制技术，其工
作原理是将多个数字信号经过不同的调制方式进行处理，然后输
出相应的频域基带信号，再使用多载波产生若干个频率不同的载
波波形，将其与基带信号相乘后合成一个复合信号，在传输信号
的时候同时进行传输，达到了提高数据传输速率的目的。
多载波调制技术是一种高效的数字调制技术，因此在现代的光
纤通信中得到了广泛的应用。
二、多载波调制技术的原理
在光纤通信技术的发展中，多载波调制技术的出现为其带来了
新的发展机遇，其实现的原理比较简单，其主要包含的内容如下：
1、通过多个数字调制方式对信息信号进行处理。
2、输出基带频域信号。
3、产生多个频率不同的载波波形。
4、将多个频率不同的载波波形与基带频域信号相乘。
5、合成一个复合信号后进行传输。
三、多载波调制技术的应用
在现代光纤通信技术中，多载波调制技术不仅可以用来提高数字光纤通信系统的传输速率和传输性能，还可以应用于多信道通信、压缩传输等多个领域，具有非常广泛的应用前景。
另外，针对多载波调制技术的应用，还有许多针对性的技术和算法被提出来，其中比较著名的有正交振幅调制（QAM）和正交频分复用（OFDM）技术等。
光通信系统中的多载波调制技术研究
光通信系统中的多载波调制技术研究
随着信息技术的飞速发展，光通信系统已经成为现代通信领域不可
或缺的重要组成部分。为了满足越来越大的数据传输需求以及提高传
输速度和容量，多载波调制技术成为光通信系统中的关键技术之一。
本文将对光通信系统中的多载波调制技术进行研究，并详细讨论其原理、优势、应用以及未来的发展方向。
一、多载波调制技术的原理
多载波调制技术是一种将原始数据信号分布在多个不重叠的子载波
频带上的调制技术。通过在不同载波上同时传输数据，多载波调制技
术可以大大提高数据传输速率和容量。多载波调制技术的原理是将原
始信号分成不同频率的子载波，在每个子载波上调制上相应的数据信号，然后将这些子载波通过一定的方法进行组合，最终传输至接收端。
二、多载波调制技术的优势
多载波调制技术相较于传统的单载波调制技术具有以下几个优势：
1. 高速传输：多载波调制技术能够将原始信号分配到多个独立的子
载波上，从而实现高容量的数据传输。这种技术能够显著提高传输速
率和频谱效率，满足日益增长的数据通信需求。
2. 抗干扰能力强：多载波调制技术通过将原始信号分布在多个子载
波上，使得各个子载波之间互不干扰。这种技术能够有效抑制信号传
输中的电磁干扰和噪声，提高信号的质量和稳定性。
3. 灵活性高：多载波调制技术可以根据实际需求灵活地分配子载波。根据不同应用场景，可以动态地调整子载波的数量和频率分配，以满
足不同的传输需求。
三、多载波调制技术的应用
多载波调制技术在光通信系统中有着广泛的应用。其中，最常见的
应用场景包括：
1. 光纤通信：多载波调制技术能够显著提高光纤通信系统的数据传
单载波和OFDM调制方式介绍
单载波和OFDM调制方式介绍
单载波和OFDM都是数字通信系统中常用的调制方式。单载波调制（Single Carrier Modulation，SCM）是一种使用单个载波频率进行数据传输的调制技术，而正交频分多路复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）则使用多个正交频率子载波进行并行传输。本文将详细介绍单载波调制和OFDM调制的原理和特点。
一、单载波调制（SCM）：
单载波调制是一种基带数字调制技术。在单载波调制中，数字信号经过数字调制解调器生成基带信号，该基带信号通过数字的频率转换技术与载波相乘形成调制信号，再通过模拟调制器将调制信号转换为可传输的模拟信号。
单载波调制的特点：
1.简单性：单载波调制的实现相对简单，仅需要一个载波频率即可实现数据的传输。
2.低复杂度：因为只需要一个载波频率，所以单载波调制的计算复杂度较低，适用于硬件实现。
3.较强适应性：单载波调制可以灵活适应不同的信道环境，能够适应稳定、不衰落的信道。
4.抗多径衰落差：由于单载波调制技术只有一个信道传输符号，因此对于多径信道衰落影响较强。
二、正交频分多路复用（OFDM）：
OFDM是一种多载波调制技术，在正交频分多路复用调制中，将数据信号拆分成多个子信道，并使用正交子载波将数据传输并行进行。OFDM 将宽带信号分割成多个窄带信号，并在子载波之间设置隔离带，以减小同频信号之间的干扰。
OFDM调制的特点：
1.高频谱效率：OFDM将频谱分成多个子带，每个子带上传输的数据速率相对较低，可以充分利用整个频谱，提高频谱利用率。
LTE移动通信系统 第2章 OFDM技术
OFDM的优缺点
③各个子载波上信号的正交调制和解调在形式上等同于IDFT和 DFT，因此，在实际应用中，可以采用IFFT和FFT来快速实现，
S/P
IFFT
调制
信道
P/S
FFT
解调
利用IFFT和FFT实现OFDM调制解调
OFDM的优缺点
④无线数据业务一般存在非对称性，即下行链路中的数据传 输量要大于上行链路中的数据传输量。
设基带调制信号的带宽为B，码元调制速率为R，码元 周期为 ts ，且信道的最大迟延扩展 m ts ，OFDM的基本原 理是将原信号分割为N个子信号，分割后码元速率为R/N， 周期为Ts Nts ，然后用N个子信号分别调制N个相互正交的 子载波。
OFDM基本原理
在发射端，数据经过调制(例如QAM调制)形成的基带信号。 然后经过串并变换成为N个子信号，再去调制相互正交的N个子 载波，最后相加形成OFDM发射信号。
xn的循环扩展构成，则向量 yn是xn和hn的循环卷积。解调器
对yn进行DFT变换，以获得解调向量 Yn :
Yn [Y n,0 Y n,1 L Y n,M 1]
OFDM系统的抗多径原理
DFT的一个重要性质就是时域的循环卷积导致频域的相乘，则解
调的信号向量为：
Y(n) = H(n)X(n) + Z(n)
M l0
M
什么是单载波调制和多载波调制[1]
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什么是单载波调制和多载波调制
大家都知道，上海交大的ADTB-T方案和清华的DMB-T方案，双方争论的焦点就是，单载波调制性能优越还是多载波调制性能优越。因此，在这里还是有必要简单介绍一下，什么是单载波调制和多载波调制。
所谓单载波调制，就是将需要传输的数据流调制到单个载波上进行传送，如：4-QAM （QPSK）、8-QAM、16-QAM、32-QAM、64-QAM、128-QAM、256-QAM或8-VSB、16-VSB等都是单载波调制。
上海交大的ADTB-T方案选用的是单载波调制，在1999年50周年大庆试播的时候，上海交大的ADTB-T方案采用的是8-VSB数字调制，到后来才改为16-QAM数字调制。
QAM调制也叫正交幅度调制，简称正交调幅；因为正交调幅有很多种调制模式，如上面列出的就有7种，一般记为n-QAM，n表示各种调制映射到星座图上的模数。模数越低，调制和解调电路就越简单，但传输的码率也相应降低，例如：4-QAM的码率为2bit/S，而16-QAM 的码率为4bit/S。一般，信号传输条件越差，选择的模式就越低，例如：卫星通信只能选择QPSK，而有线电视可选64-QAM和128-QAM，甚至256-QAM；对于地面电视广播，信号发送一般选8-QAM、16-QAM、32-QAM，最高只能选到64-QAM。
正交调幅就是把一序列需要传送的数字信号（2进制码）分成两组，并分别对两组数字信号进行幅度编码，使之变成幅度不同的调制信号，即I信号和Q信号，然后用I信号和Q 信号分别对两个频率相同，但相位正好相差的两个载波进行调幅，最后再把两路调制过的信号合成在一起进行传送。由于在调制之前已经对输入信号进行过幅度编码，因此，这种调制也称为正交数字幅度调制。
单载波调制和OFDM调制
单载波调制和OFDM调制
单载波的调制：
单载波的调制就是采用一个信号载波传送所有的数据信号。无线信道的多路径散射会造成相邻符号之间的干扰，就是我们常说的符号间干扰（ISI）。如果这一信号使有用信号恶化，影响到射频信号的正确解调，那么有两种方法来解决：
一种是在接收机端采用均衡器来消除ISI干扰，可以达到接近OFDM调制的误码率。
另一种是采用分集天线的方式可以有效地消除这种干扰，即采用两个不同方向的天线来进行接收。对于3.5G的频段，在城市的覆盖区中，不同天线接收的信号必须将延迟均方根值速度限制在1us或者更少，尽量减少延迟速度大于10us的信号的比例。对于这些延迟速度的值，本地时间均衡器提供一个简单的解决方法。按照这种方式，单载波系统能够与OFDM调制方式提供相同的误码率。
时分单载波处理系统提供很大的灵活性，因为发射的数据包能被动态调整到恰当的长度，而最小数据包的长度上没有限制。如果需要，很小长度的数据包都能够被处理，如短的确认信号等。这种方式相对于以数据块交换的系统如OFDM有着更高的传输效率和更低传输延迟的优点。
单载波调制的其它关键优势：
单载波避免了多载波系统的在各相位相同时的最大瞬时电功率与平均电功率的比值（PAPR）很大的问题，这样在设计中可以采用更经济高效的功率放大器，技术更成熟，系统的稳定性更高。
单载波系统对频率偏移和相位噪声要求相对于OFDM系统要低得多。
对于突发的点对多点的通信系统，单载波的调制方式能够使频率和时间同步设计变得更加简单，同时提高了系统的稳定性。
OFDM调制：
单载波和OFDM调制方式介绍
单载波调制和OFDM调制
单载波的调制：
单载波的调制就是采用一个信号载波传送所有的数据信号。无线信道的多路径散射会造成相邻符号之间的干扰，就是我们常说的符号间干扰（ISI）。如果这一信号使有用信号恶化，影响到射频信号的正确解调，那么有两种方法来解决：
一种是在接收机端采用均衡器来消除ISI干扰，可以达到接近OFDM调制的误码率。
另一种是采用分集天线的方式可以有效地消除这种干扰，即采用两个不同方向的天线来进行接收。对于3.5G的频段，在城市的覆盖区中，不同天线接收的信号必须将延迟均方根值速度限制在1us或者更少，尽量减少延迟速度大于10us的信号的比例。对于这些延迟速度的值，本地时间均衡器提供一个简单的解决方法。按照这种方式，单载波系统能够与OFDM调制方式提供相同的误码率。
时分单载波处理系统提供很大的灵活性，因为发射的数据包能被动态调整到恰当的长度，而最小数据包的长度上没有限制。如果需要，很小长度的数据包都能够被处理，如短的确认信号等。这种方式相对于以数据块交换的系统如OFDM有着更高的传输效率和更低传输延迟的优点。
单载波调制的其它关键优势：
单载波避免了多载波系统的在各相位相同时的最大瞬时电功率与平均电功率的比值（PAPR）很大的问题，这样在设计中可以采用更经济高效的功率放大器，技术更成熟，系统的稳定性更高。
单载波系统对频率偏移和相位噪声要求相对于OFDM系统要低得多。
对于突发的点对多点的通信系统，单载波的调制方式能够使频率和时间同步设计变得更加简单，同时提高了系统的稳定性。
OFDM 调制：
OFDM习题与思考题 (1)
OFDM实现原理
1、什么是单载波体制、多载波体制？
单载波体制：码元持续时间Ts短，但占用带宽B大；由于信道特性|C(f)|不理想，产生码间串扰。
多载波体制：将信道分成许多子信道。假设有10个子信道，则每个载波的调制码元速率将降低至1/10，每个子信道的带宽也随之减小为1/10。若子信道的带宽足够小，则可以认为信道特性接近理想信道特性，码间串扰可以得到有效的克服。
2、OFDM是什么？
3、OFDM有和优缺点?
OFDM的特点：
●为了提高频率利用率和增大传输速率，各路子载波的已调信号频谱有部
分重叠；
●各路已调信号是严格正交的，以便接收端能完全地分离各路信号；
每路子载波的调制是多进制调制；
●每路子载波的调制制度可以不同，根据各个子载波处信道特性的优劣不
同采用不同的体制。并且可以自适应地改变调制体制以适应信道特性的变化。
OFDM的缺点：
对信道产生的频率偏移和相位噪声很敏感；
信号峰值功率和平均功率的比值较大，这将会降低射频功率放大器的效率
4、设每路子载波采用M进制调制。求：
（1）OFDM系统的带宽
（2）OFDM系统的码元速率
（3）OFDM系统的信息速率
（4）OFDM系统的频带利用率
5、采用单载波调制，若获得与OFDM相同的速率。
试求：、
6、将16QAM星座图映射成相应得复数：
7、下图为OFDM调制原理框图，叙述其原理：
8、详细阐述你对下图的理解：
OFDM
………
BN Tf
t
17
图8-165 码元的分组
第8章 新型数字带通调制技术
设第i组中包含的比特数为bi，则有
F bi
i 1 N
将每组中的bi个比特看作是一个Mi进制码元Bi，其中bi ＝ log2 Mi，并且经过串/并变换将F个串行码元bi变为N个（路） 并行码元Bi。各路并行码元Bi持续时间相同，均为一帧时间 Tf = FTs，但是各路码元Bi包含的比特数不同。这样得到的 N路并行码元Bi用来对于N个子载波进行不同的MQAM调制。 这时的各个码元Bi可能属于不同的Mi进制，所以它们各自 进行不同的MQAM调制。
第8章 新型数字带通调制技术
OFDM信号的产生
码元分组：先将输入码元序列分成帧，每帧中有F个码 元，即有F比特。然后将此F比特分成N组，每组中的比 特数可以不同，如下图所示。
帧
F比特
Ts
F比特
………
F比特 t
b0比特 B0
b1比特 B1
b2 B2
b3比特 B3
B0 B1
t BN-1 t
在子载波受调制后，若采用的是BPSK、QPSK、4QAM、 64QAM等类调制制度，则其各路频谱的位置和形状没有改 变，仅幅度和相位有变化，故仍保持其正交性，因为k和i 可以取任意值而不影响正交性。 各路子载波的调制制度可以不同，按照各个子载波所处频 段的信道特性采用不同的调制制度，并且可以随信道特性 的变化而改变，具有很大的灵活性。这是OFDM体制的又 一个重要优点。
ofdm毕业论文
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OFDM技术在现今无线通信系统中已被普遍应用，具有带宽利用率高、抗多径干扰能力强等优势。本文以OFDM技术在4G移动通信系统中的应用为研究对象，介绍了OFDM技术的基本原理、调制方式、多径信道模型以及其在4G移动通信系统中的应用。
一、 OFDM技术的基本原理
OFDM（正交频分复用）技术是将一个宽带信道划分成多个窄带信道进行传输的一种调制技术。它的基本原理是将一组高速数字信号分成多个低速信号并分别在不同的子载波上传输，通过正交变换使各个子载波之间不存在干扰，从而提高信道利用率。常见的OFDM系统包括Wi-Fi、DVB-T等。
二、 OFDM技术的调制方式
OFDM技术的调制方式主要有两种：单载波调制（SCM）和多载波调制（MCM），其中多载波调制属于正交多子载波调制（OSDM）。
1. 单载波调制（SCM）
单载波调制是指每个子载波上传输一个调制信号，如BPSK、QPSK等调制方式。单载波调制的优点是实现简单、延时短，缺点是带宽利用率低，抗多路径干扰能力弱。
2. 多载波调制（MCM）
多载波调制时将多个子载波上的信号进行混合传输，从而提高了带宽利用率。在MCM中，OFDM调制常采用正交幅度调制（QAM）和相移键控（PSK）调制方式，通过正交变换使各个子载波之间不存在干扰。
三、 OFDM系统的多径信道模型
由于无线信号在传输过程中会受到多径效应的影响，导致信号受到衰减和延时，因此需要对OFDM系统进行多径信道建模。通常采用的多径信道模型有SUI信道模型和Rayleigh信道模型。
1. SUI信道模型
单载波调制和多载波调制优缺点比较
单载波调制和多载波调制优缺点比较
单载波调制和多载波调制优缺点比较
大家都知道，上海交大的ADTB-T方案和清华的DMB-T方案，双方争论的焦点就是，单载波调制性能优越还是多载波调制性能优越。
因此，在这里还是有必要简单介绍一下，什么是单载波调制和多载波调制。
所谓单载波调制，就是将需要传输的数据流调制到单个载波上进行传送，如：4-QAM （QPSK、8-QAM、16-QAM、32-QAM、64-QAM、128-QAM、256- QAM 或8-VS
B、16-VSB等都是单载波调制。
上海交大的ADTB-T方案选用的是单载波调制，在1999年50周年大庆试播的时候，上海交大的ADTB-T方案采用的是8-VSB数字调制，到后来才改为16- QAM 数字调制。
QAM 调制也叫正交幅度调制，简称正交调幅；因为正交调幅有很多种调制模式，如上面列出的就有7 种，一般记为n-QAM，n 表示各种调制映射到星座图上的模数。模数越低，调制和解调电路就越简单，但传输的码率也相应降低，例如：4-QAM的码率为2bit/S，而16-QAM的码率为4bit/S。一般，信号传输条件越差，选择的模式就越低，例如：
卫星通信只能选择QPSK而有线电视可选64-QAM和128-QAM，甚至256- QAM;对于地面电视广播，信号发送一般选8-QAM、16-QAM、32-QAM，最高只能选到64-QAM。
正交调幅就是把一序列需要传送的数字信号（2 进制码）分成两组，并分别对两组数字信号进行幅度编码，使之变成幅度不同的调制信号，即I 信号和Q 信号，然后用I 信号和Q 信号分别对两个频率相同，但相位正好相差的两个载波进行调幅，最后再把两路调制过的信号合成在一起进行传送。由于在调制之前已经对输入信号进行过幅度编码，因此，这种调制也称为正交数字幅度调制。
多载波调制技术减少码间干扰的原理
多载波调制技术减少码间干扰的原理
多载波调制技术(Multi-Carrier Modulation, MCM)是一种通过将信号分成多个子载波传输的调制方式。与单载波调制技术相比，多载波调制技术具有更好的抗噪声性能和更高的传输效率。但在多载波调制技术中，码间干扰是一个很重要的问题，会影响系统的性能。
码间干扰的存在是由于信号在不同的子载波上同时传输，而相邻子载波之间存在频谱重叠。导致码间干扰的主要原因是由于信号在传输时，频谱重叠引起的相互信号干扰。为了减少码间干扰，多载波调制技术采用了一些方法和技术。
首先，多载波调制技术使用了正交子载波。正交子载波是严格正交的，它们之间相互独立，没有相互干扰。这意味着，即使在频谱重叠的情况下，相邻子载波之间也不会相互干扰，从而减少了码间干扰的影响。常用的正交子载波包括离散傅里叶变换(DFT)、正交频分复用(OFDM)等。
其次，多载波调制技术采用了高效的算法和编码方法来降低码间干扰。在多载波调制技术中，信号通过调制方法被映射到子载波上进行传输。为了降低码间干扰，需要选择合适的调制方法和编码方法。目前常用的调制方法包括相位偏移键控(PSK)、正交振幅调制(QAM)等。编码方法则包括前向纠错编码、交织等。这些方法和技术可以提高传输的可靠性和抗噪声性能，减少码间干扰的影响。
此外，多载波调制技术还使用了等效低通滤波器来抑制频谱重
叠引起的码间干扰。频谱重叠会导致相邻子载波之间相互干扰，所以需要使用低通滤波器来滤除频谱重叠部分的信号。等效低通滤波器可以通过插值、分频等方法实现。通过使用等效低通滤波器，可以有效地降低码间干扰，提高系统的性能。
单载波与多载波说明
载波概念虽然类似载频，不过载波不是物理上的概念而是逻辑上的概念，某载波说白了就是承载业务的某一频点。单载波就是一个频点，双载波就是两个频点，依次类推。
对于上述所说的两种多载波技术，所谓多载波调制是指发射端将多个输入信号调制到不同的子载波上，然后同时发射出去。由于采用多载波调制这一并行化技术，使每个信号的周期延长了若干倍，多径延时被削弱。多载波调制的传输系统是下一代移动通信多媒体业务的主要实现方式之一。
而多载波基站的收发信机支持多个载波，便于实现网络扩容。在3G 网络部署和扩容过程中，经常使用多载波基站。在第三代移动通信系统中，在原有单载波基站的基础上，推出多载波基站，例如按照载波数量划分为二载波、三载波和四载波基站。基于基站的资源架构和多载波基站，可以快速实现3G网络的平滑扩容。因此，多载波基站成为3G移动通信网络扩容的主要实现方式之一。
3、单载波和多载波的区别：
多载波可以克服频率选择性衰落
因为它的信号带宽要小于相关带宽，所以会有平坦性衰落，但是这个不会使得信号失真，只会导致信号能量减低。
在单载波的情况下，cp需要很长很长才行的，所以单载波一般不用cp的方法，而是采用接收端时域均衡，但时域均衡器的复杂性限制了信息速率不能够太高，为了传送更高的信息速率，现在逐渐用
OFDM替代单载波，因为前者容易实现得多。
简单的说，单载波只用一个频率点，多载波用几个频点来传送信息，如果n个频率给一个用户传送信息，则速率可以提高n倍，如果给不同的用户使用，则为多址接入。
多载波调制最主要的特点是把数据调制到多个并行的子载波上传输，这样可以实现高速通信。虽然说使用一个载波也可以是传输速度很高，但会产生严重的码间干扰，而多载波通信中，每个子信道的速率相对的可以较低，这样，总的速率也很高而码间干扰则得到了消除。另外要注意的是，多载波调制是一种基带处理技术，而射频载波仍然只有一个。
LTE移动通信系统 第2章 OFDM技术
单载波传输系统
单载波调制与多载波调制
多载波传输通过把数据流分解为若干个子比特流，构成 多个低速率符号并行发送的传输系统。
g (t )
g (t )
g (t )
ewenku.baidu.comjw0t e jwkt
e jwN t
信道
e jw0t
g (t)
e jwkt
g (t)
e jwN t
g (t)
多载波通信系统基本结构
单载波调制与多载波调制
多载波传输技术有多种提法，最常见的有正交频分复用 (OFDM)、离散多音调制(DMT)和多载波调制(MCM)。这三种提 法在一定程度上是等同的，但是OFDM中各个子载波保持相互正 交，在MCM中这一条件并不总是成立的。
单载波调制与多载波调制
三种不同的子载波设置方案: 第一种是传统的频分复用，将整个频带划分成N个不重叠的子带； 第二种采用偏置QAM(SQAM)技术，在3dB处载波频谱重叠，其 复合谱是平坦的； 第三种方案即OFDM，各子载波有1/2的重叠，保证相互正交。
OFDM的优缺点
②传统的频分复用方法优点是简单、直接，缺点是频谱利用率 低，而且多个滤波器的实现也有不少困难。而OFDM系统由于 各个子载波之间存在正交性，允许子信道的频谱相互重叠，因 此OFDM系统可以最大限度地利用频谱资源。
1 信道
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单载波调制和多载波调制优缺点比较
大家都知道，上海交大的ADTB-T方案和清华的DMB-T方案，双方争论的焦点就是，单载波调制性能优越还是多载波调制性能优越。
因此，在这里还是有必要简单介绍一下，什么是单载波调制和多载波调制。
所谓单载波调制，就是将需要传输的数据流调制到单个载波上进行传送，如：4-QAM （QPSK、8-QAM、16-QAM、32-QAM、64-QAM、128-QAM、256- QAM 或8-VS
B、16-VSB等都是单载波调制。
上海交大的ADTB-T方案选用的是单载波调制，在1999年50周年大庆试播的时候，上海交大的ADTB-T方案采用的是8-VSB数字调制，到后来才改为16- QAM 数字调制。
QAM 调制也叫正交幅度调制，简称正交调幅；因为正交调幅有很多种调制模式，如上面列出的就有7 种，一般记为n-QAM，n 表示各种调制映射到星座图上的模数。模数越低，调制和解调电路就越简单，但传输的码率也相应降低，例如：4-QAM的码率为2bit/S，而16-QAM的码率为4bit/S。一般，信号传输条件越差，选择的模式就越低，例如：
卫星通信只能选择QPSK而有线电视可选64-QAM和128-QAM，甚至256- QAM;对于地面电视广播，信号发送一般选8-QAM、16-QAM、32-QAM，最高只能选到64-QAM。
正交调幅就是把一序列需要传送的数字信号（ 2 进制码）分成两组，并分别对两组数字信号进行幅度编码，使之变成幅度不同的调制信号，即I 信号和Q 信号，然后用I 信号和Q 信号分别对两个频率相同，但相位正好相差的两个载波进行调幅，最后再把两路调制过的信号合成在一起进行传送。由于在调制之前已经对输入信号进行过幅度编码，因此，这种调制也称为正交数字幅度调制。
我国的HDTV如选用MPGE-2编码，最高传送码率大约为20Mbit/S，如果选用16-QAM 调制模式，其频谱利用率是每赫芝传送4 位数据，即码率为4bit/S。由此可知其载波最咼频率约为6MHz,经咼频调制后米用残留边带发送，其载频带宽大约
为7 点多MHz。
所谓多载波调制，就是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，然后调制到在每个子信道上进行传输。如：
n-COFDM,其中n为子载波数目。清华的DMB-T方案选用的是多载波调
制，在DMB-T方案中采用3780-COFDM调制方式。
多载波调制也叫编码正交频分复用调制。
就多载波调制中的各个载波而言，其调制的工作原理与n-QAM 单载波调制的工作原理基本相同，只是把需要传送的数据分成很多组（这里为3780 组），然后每组再分成两组，通过幅度编码以后便可生成两组I信号和Q信号，而后
用3780 组I 信号和Q 信号分别对3780 个频率各不相同的载波进行正交调制，最后把所有的调制信号合在一起进行传送。
上面我们简单介绍了单载波调制和多载波调制的工作原理，下面我们进一步来分析单载波调制和多载波调制的优、缺点。
根据上面分析，采用16-QAM单载波调制，其最高码率为24Mbit/S，载波频率为6MHz;如果选用多载波调制，在码率同样为24Mbit/S的情况下，采用3780-OFD M多载波调制，对于3780个载波平均下来，每个载波平均传送的码率大约只有
6."3Kbit/S，这样，哪怕每个载波都选用QPSK调制，其载波的最高频率还是可以选得很低；如果选用16-QAM或64-QAM调制，其载波的最高频率还可以进一步降低。
但这是在没有考虑解码以及图像信号处理需要时间的理想情况，实际并不是这样。
一方面，在数字电视机中，选用的载波频率也不能太低，因为，数字信号传送的速度一定要大于图像信号处理的速度，这样，最后输出信号才不会产生
间断。例如，我国HDTV的行扫描频率大约为32KHz如果不考虑MPEG解码电路以及图像信号处理电路对输入信号处理所需要的时间，那么，多载波的最低频率就不能低于32KHz否则，行扫描电路就会出现没有信号可扫描的情况，图像显示就会出现间断。因此，MPEG解码电路以及图像信号处理电路对数字信号传送速度也有同样的
要求。
另一方面，多载波解调制对数字信号进行分批处理时候，每次都需要等3780个载波传送的数据全部到齐以后，才能一次性地对数据进行处理，即需要对信号进行并转串处理；因此，其解调制过程消耗的时间相对来说比较长，其最低频率也就不能取得很低。另外，多载波调制一般都不采用残留边带发送，因此，调制后的频带宽度相对于残留边带发送来说大约要宽一倍。
综合以上因素，就平均而言，多载波的平均频率相对来说可以低一些，但载波的最高频率与单载波的频率相对来说，并不会相差很大。
载波频率低的最大好处就是，可以降低信号传送过程中的多经反射干扰（即图像重影效应）。下面我们分三种情况来分析：
比如单载波频率为6MHz,其周期为
O."17uS,两个正交载波相差1/4个周期（90 °，为
O."O425uS;由于电磁波的速度约等于光速，即每微妙为300米，那么，频
率为6MHz的载波对应于一个周期所传播的距离就是51米，即波长为51米；半个周期为
25."5 米（半波长）, 1/4 个周期为
12."75 米（1/4 波长）。
如果反射体的路经距离正好与电视接收点相差
12."75 米（或1/4 波长的奇数倍）,即电视接收机相当于同时收到两个信号,一个是主信号,另一个是反射信号,两个调制载波信号的相位正好相差90°（1/4 波长）；这样,两个调制载波信号互相叠加以后,不但会改变原来信号的相位，同时也会改变信号的幅度，结果相当于I和Q两路信号互相串扰，并
且，当两个信号叠加之后的相位差越接近时，即反射信号越强，干扰就越严重；在这种情况下，数字电视接收机的调制解调电路可能无法正常解码。
如果反射体的路经距离正好与电视接收点相差半个波长（