OFDM关键技术研究及其软件无线电实现

统使这些影响降到最低限度 。 当前解决同步问题的方法有两种 ： 基于导 频同步和基 于
循环前缀（ Ｐ 同步 。 Ｃ） 讲师
ｌ ＯＦ Ｍ 原 理及 其 关键技 术 Ｄ
Ｊ １ Ｏ ＤＭ 原 理 【 ． Ｆ ｌ 】
单 ， 低等 优点 ， 有一 些关 键 技术 需要 解 决 ： 成本 但 如信 道 估
计， 峰均 比过大等 。
０ Ｄ 是一种多 载波调制 技术 ， ＦＭ 其基本原理是将整个信 道分成若 干个 相互 正交的子信道 ， 在每个子信道进行调制 和 传输 。这样在 每个 子载波 上的符号 持续 时间都 比信 号通 过 信道 最 大 延 迟 长 ， 而 容 易 消 除 ＩＩ 影 响 。同 时 ， 从 Ｓ 的 在 ０ １ 系统 中各个子信号 的频谱是互相交叠 的 ， 域上可 Ｆ） Ｍ 在频 以很好的保证不 同的子载波信号的正交性 ， 而没有信道 间干 扰 （ Ｉ发生 ， Ｉ） Ｃ 也提高 了信号频带 利用率 。 设一个 Ｏ Ｄ 信号 由频率 间隔为／ｆ的 Ｎ 个 子载波构 ＦＭ ｘ 成， 系统 总带 宽 Ｂ被分 为Ｎ 个等 间距 子载波 ， 有子载波在 所
符号位置处子信道传输 函数 的估计 ， 两个导频符号位 置之 间 的子信道传输函数通过插值方法获得。在假定帧 同步 、 同 位 步和频偏估 计准确 的理 想情 况 下 ， 定信 噪 比的信 号通 过 一 Ｒ ｙ ｉ 衰 落信 道后 ， ａｌｇ ｅｈ 我们 使用 了线 性 插值 、 ａｒ ｇ 样 条 Ｌｇａ ｅ ｎ 插值 和基于最大似然估计插值三种方法进行 估算 ， 分析结 从
关键词 ：Ｆ） 同步 ； 无线电 ０ １Ｍ； 软件
中 图分 类 号 ： Ｉ ２ Ｔ 文献标识码 ： Ａ
Ｏ 引言
超短波（ ） Ⅵ 无线通信具 有发 射所 需功率小 、 成本低等 特点 ， 多年来被广泛用于军事 、 外交 、 、 商业 政府等 各部 门， 用 以传送文字 、 、 据等信息。尤其是军事通信 领域 ， 图象 数 因其 通信线路不 易被 摧毁 的特 点被 作 为其 主要通 信 手段 之一 。 但是 ， Ｈ 无线 通信 也存在 可靠性 低 、 量差 的缺点 ， 法 Ｖ Ｆ 质 无 适应越来越高 的传输要求 。因此， 现代超短波通信系统 中采 用 了许多新技术 ， 以求在 发射功 率不太大 的情 况下 ， 系统 使 性能达到高质量要求 。近 年来 ，Ｆ Ｍ 技术 作为一种具有 高 ＯＤ 传输 效率以及 良好 的抗频率 衰落性 能， 到 了广泛 的关 注。 得 第四代移动通信系统 （ ４ ） 即 Ｇ 的核心传输技术就是 ０ Ｄ Ｆ Ｍ。
间隔长度 为 ＝１ ／ｆ的时间 内相互正交 。在第 Ｋ 个子载 ／ｘ
１２１ 信道估计 ．． 在 Ｏ Ｄ 系统 中 ， 道估 计传 递 函数方 法是 基 于频 域 ＦＭ 信
导频和插值技术 ， 其主要原理是在发射端将导频符 号插入数 据符号中 ， 在接收端从数据符号 中取 出导频符号并 获得导频
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山西 电子 技 术
２０ ０７年第 １ 期
通 信技术
ＯＦ ＤＭ 关键 技 术 研 究及 其 软 件 无 线 电 实现
吴海青 封维 忠 刘砚一
（ 南京林 业 大 学， 苏 南京 ２ ０２ ） 江 １０ ７
摘 要 ：Ｆ ０ ＤＭ 是一种 多载波调制技术 ， 有很 强的抗 干扰和抗衰 落能 力、 高的频谱 利用 率和 消除码 问干扰 具 较 能力强等优 点 ， 近年 来倍 受关注。在此主要介绍 了 ０Ｆ） 的原理、 Ｉ Ｍ 关键技术及其在软件无线 电中实现 。
之后 为：
Ｒ
＝
。 ．
十
。
．
上式 中 ． 是对应子信道上 的加性 噪声 。从上式 可 以 看出 Ｏ Ｍ 技术 的优越性 ： Ｉ 即使在 最大延 迟 达到 在单 载波
系统里足以导 致非 常严 重 的 ｌｌ 况下 ， 能保 证 不存 在 ｓ情 仍
Ｉ Ｉ Ｓ。
１２ Ｆ ． ０ ＤＭ 关键技 术 Ｏ Ｄ 技术具有抗干扰 能力强 ， ＦＭ 频带 利用 率高 ， 结构 简
Ｒ
．
（ ： ｆ — ） １∑ 柚 ｋ ０１ ， １ ． ， ＝ ， … Ｎ一 ，
Ｖ 』 ｆ １
在ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ号 持续 时 间 Ｔ 比信道 的相 干时 间小 得 多 的情 况
下， 每一个 调制符 号 ．的持续 时间内无线 信道传输 函数 Ｈ
（ ，） ， ｔ可以认 为是 恒定 的。接 收到 的调制 符号 在 Ｆ 变 换 Ｉ
二 三
。
（） ∑ Ｓ 柚 ｉ ， …， １ 五 ＝— ｎ ，＝０ ， Ｎ一 ． １
Ｖ 』 Ｋ ＝０
此式实际 是一个离散傅 立叶逆 变换 （ 发射 机 ）用 ＩＩ ， Ｆ
实现 。接收机 可等效 为一个 离散傅立 叶变换 ， Ｈ丌 实现 ： 用 收稿 日期 ：０ ６ ８ ６ 第一作者 ２ ０ —０ —１ 昊海青 女 ３ ７岁 硕 士
（ ）＝ ｆ
Ｖ
Ｓ． ｋ ｔ Ｔ） ｎｇ （ — ｋ
』 ＾ ＝０ Ｋ ＝０ Ｙ
在实际应 用 中需要对信号进行抽 样 ， 这里采用 △ｔ 为抽 样 间隔 ， 经过抽样 的信号 可写成 ：
１
内 Ｆ 窗 口的错位将引起子载波之 间相位 的差异 。这两种 Ｉ
同步偏差严重影响 系统的 Ｂ Ｒ性 能 ， Ｅ 必须 利用一 个 同步 系
果（ 这里略 ） 出最大似然估计插值算法性 能最 优。 看
１２ ２ 同步Ｌ ．． ２
波信号上加上 一个 长度 为 的保护 间隔 ， 则所有 Ｏ Ｄ 组 ＦＭ 构成的时间连续信号是 ：
１ 三
对于 Ｏ Ｄ 系统而 言 ， ＦＭ 同步偏 差 主要 有时 间 同步偏 差 和频率 同步偏差 。由于 ＩＩ一个 Ｏ ＤＭ 系统 的发射机 和接 Ｓ， Ｆ 收机 的载波频率的差异将引起频域 内信号 的额外衰 减 ； 时域