快速傅里叶变换应用
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卫星通信
快速傅里叶变换的产生与发展
快速傅里叶变换(FFT)是 1965 年 J.W.Cooley 和 J.W.Tukey巧妙地利用 WN 因子的周期性和 对称性，构造的 DFT 快速算法，与之对应的则 是快速傅里叶逆变换（IFFT）。在以后的几十年 中， FFT算法有了进一步的发展，如：
基-2 DIT-FFT算法 基-2 DIT-FFT算法 基于稀疏矩阵因式分解的快速算法 分裂基FFT算法
OFDM应用
第四代移动通信技术（LTE：Long Term Evolution） LTE上行链路所采用的SC-FDMA多址接入技术是一
种基于DFT-spread OFDM的传输方案，同OFDM相比， 它具有较低的峰均比。 DFT-spread OFDM多址接入技术：
OFDM应用
第四代移动通信技术（LTE：Long Term Evolution） 利用DFTS-OFDM可以方便的实现SC-FDMA多址接
快速傅里叶变换
---领域应用举例
大话傅里叶变换
目录
➢ 快速傅里叶变换的发展 ➢ FFT/IFFT用于OFDM技术
1.简介 2.应用举例
a. 第四代移动通信技术（LTE） b. IEEE802.11(Wi-fi) c. 超宽带 (UWB) d. 光纤通信 e. 其他
➢ FFT/IFFT用于图像处理
入方式，多用户复用频谱资源时只需要改变不同用户 DFT的输出到IDFT输入的对应关系就可以实现多址接入， 同时子载波之间具有良好的正交性，避免了多址干扰。 SC-FDMA多址接入技术：
目录
➢ 快速傅里叶变换的发展 ➢ FFT/IFFT用于OFDM技术
1.简介 2.应用举例
a. 第四代移动通信技术（LTE） b. IEEE802.11(Wi-fi) c. 超宽带 (UWB) d. 光纤通信 e.其他
卫星通信
OFDM简介
OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）即正 交频分复用，是一种能够充分利用频谱资源的多载波传输方式。
常规频分复用与OFDM的信道分配情况如下图所示，可以看出 OFDM至少能够节约二分之一的频谱资源：
OFDM简介
OFDM 的关键技术
然而 ,为了使 UWB 无线网络在密集多径环境中提供 高数据率 、多用户同时通信 、以及使UWB系统同众多 的窄带通信系统共存 ,UWB 系统仍然面临着众多严峻的 挑战。
OFDM应用
超宽带 (UWB Ultra-Wideband)
超宽带 (UWB) 技术与正交频分复用 (OFDM) 调制 相结合的 UWB-OFDM 系统可能成为短距离 、高数据 率无线网络理想的传输接入方案之一。
➢ 能够应对恶劣信道条件；
➢ 符号长度增加减小了ISI（符号间干扰）；
➢
简化了信道均衡；
➢ 各个子信道的正交调制和解调可以很容易的通过DSP芯片利用 FFT/IFFT实现。
OFDM的缺点：
➢ 对同步误差十分敏感； ➢ 峰值平均功率比(PAPR)较高，容易引起信号畸变。
目录
➢ 快速傅里叶变换的发展 ➢ FFT/IFFT用于OFDM技术
➢ FFT/IFFT用于图像处理
卫星通信
OFDM应用
超宽带 (UWB Ultra-Wideband)
标准： IEEE 802.15.3a
相对于传统的窄带无线通信系统 ,UWB无线通信系 统具有高空间频谱效率 、高测距精度 、低截获概率 、 抗多径衰落 、不干扰现有通信系统 、低功耗 、低成本 等诸多优点和潜力。这些优点使 UWB 通信成为中短距 无线网络理想的传输接入技术之一。
UWB-OFDM 系统的实现结构主要分为单频(SingleBand) 结构和多频带 (Multi-Band) 结构两大类：
单频结构：
频域直扩结构 (FDDS） 多支路分集结构 (MBD) 多支路频域均衡结构 (MBFDE)
多频结构：
双层多载波频分复用结 构 (DLMC-FDM） 双层多载波频率分集结构 (DLMC2FD) 双层多载波跳频结构 (DLMC2FH)
1.简介 2.应用举例
a. 第四代移动通信技术（LTE） b. IEEE802.11(Wi-fi) c. 超宽带 (UWB) d. 光纤通信 e.其他
➢ FFT/IFFT用于图像处理
卫星通信
OFDM应用
第四代移动通信技术（LTE：Long Term Evolution）
核心技术： OFDM（还有可能应用于将来的5G） 多天线MIMO 64QAM 全IP扁平的网络结构 优化的帧结构等
➢ FFT/IFFT用于图像处理
卫星通信
OFDM应用
IEEE802.11(Wi-fi Wireless Fidelity)
目录
➢ 快速傅里叶变换的发展 ➢ FFT/IFFT用于OFDM技术
1.简介 2.应用举例
a. 第四代移动通信技术（LTE） b. IEEE802.11(Wi-fi) c. 超宽带 (UWB) d. 光纤通信 e.其他
目录
➢ 快速傅里叶变换的发展 ➢ FFT/IFFT用于OFDM技术
1.简介 2.应用举例
a. 第四代移动通信技术（LTE） b. IEEE802.11(Wi-fi) c. 超宽带 (UWB) d. 光纤通信 e.其他
➢ FFT/IFFT用于图像处理
卫星通信
OFDM应用
光纤通信 优点：
➢ 通信容量大、传输距离远； ➢ 抗电磁干扰、传输质量佳； ➢ 原材料丰富。尺寸小、重量轻，便于铺设和运输。
—数据调制 —保护间隔和循环前缀 —同步 —信道均衡 —自适应调制
OFDM简介
OFDM的主要思想是：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，调制到每个子信道上进行传输， 如下图所示：
OFDM简介
FFT在OFDM 中的作用
OFDM简介
OFDM的优点：
➢
带宽利用率很高；
目前较常用的是基-2 DIT-FFT算法和分裂基FFT 算法。
目录
➢ 快速傅里叶变换的发展 ➢ FFT/IFFT用于OFDM技术
1.简介 2.Байду номын сангаас用举例
a. 第四代移动通信技术（LTE） b. IEEE802.11(Wi-fi) c. 超宽带 (UWB) d. 光纤通信 e.其他
➢ FFT/IFFT用于图像处理
快速傅里叶变换的产生与发展
快速傅里叶变换(FFT)是 1965 年 J.W.Cooley 和 J.W.Tukey巧妙地利用 WN 因子的周期性和 对称性，构造的 DFT 快速算法，与之对应的则 是快速傅里叶逆变换（IFFT）。在以后的几十年 中， FFT算法有了进一步的发展，如：
基-2 DIT-FFT算法 基-2 DIT-FFT算法 基于稀疏矩阵因式分解的快速算法 分裂基FFT算法
OFDM应用
第四代移动通信技术（LTE：Long Term Evolution） LTE上行链路所采用的SC-FDMA多址接入技术是一
种基于DFT-spread OFDM的传输方案，同OFDM相比， 它具有较低的峰均比。 DFT-spread OFDM多址接入技术：
OFDM应用
第四代移动通信技术（LTE：Long Term Evolution） 利用DFTS-OFDM可以方便的实现SC-FDMA多址接
快速傅里叶变换
---领域应用举例
大话傅里叶变换
目录
➢ 快速傅里叶变换的发展 ➢ FFT/IFFT用于OFDM技术
1.简介 2.应用举例
a. 第四代移动通信技术（LTE） b. IEEE802.11(Wi-fi) c. 超宽带 (UWB) d. 光纤通信 e. 其他
➢ FFT/IFFT用于图像处理
入方式，多用户复用频谱资源时只需要改变不同用户 DFT的输出到IDFT输入的对应关系就可以实现多址接入， 同时子载波之间具有良好的正交性，避免了多址干扰。 SC-FDMA多址接入技术：
目录
➢ 快速傅里叶变换的发展 ➢ FFT/IFFT用于OFDM技术
1.简介 2.应用举例
a. 第四代移动通信技术（LTE） b. IEEE802.11(Wi-fi) c. 超宽带 (UWB) d. 光纤通信 e.其他
卫星通信
OFDM简介
OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）即正 交频分复用，是一种能够充分利用频谱资源的多载波传输方式。
常规频分复用与OFDM的信道分配情况如下图所示，可以看出 OFDM至少能够节约二分之一的频谱资源：
OFDM简介
OFDM 的关键技术
然而 ,为了使 UWB 无线网络在密集多径环境中提供 高数据率 、多用户同时通信 、以及使UWB系统同众多 的窄带通信系统共存 ,UWB 系统仍然面临着众多严峻的 挑战。
OFDM应用
超宽带 (UWB Ultra-Wideband)
超宽带 (UWB) 技术与正交频分复用 (OFDM) 调制 相结合的 UWB-OFDM 系统可能成为短距离 、高数据 率无线网络理想的传输接入方案之一。
➢ 能够应对恶劣信道条件；
➢ 符号长度增加减小了ISI（符号间干扰）；
➢
简化了信道均衡；
➢ 各个子信道的正交调制和解调可以很容易的通过DSP芯片利用 FFT/IFFT实现。
OFDM的缺点：
➢ 对同步误差十分敏感； ➢ 峰值平均功率比(PAPR)较高，容易引起信号畸变。
目录
➢ 快速傅里叶变换的发展 ➢ FFT/IFFT用于OFDM技术
➢ FFT/IFFT用于图像处理
卫星通信
OFDM应用
超宽带 (UWB Ultra-Wideband)
标准： IEEE 802.15.3a
相对于传统的窄带无线通信系统 ,UWB无线通信系 统具有高空间频谱效率 、高测距精度 、低截获概率 、 抗多径衰落 、不干扰现有通信系统 、低功耗 、低成本 等诸多优点和潜力。这些优点使 UWB 通信成为中短距 无线网络理想的传输接入技术之一。
UWB-OFDM 系统的实现结构主要分为单频(SingleBand) 结构和多频带 (Multi-Band) 结构两大类：
单频结构：
频域直扩结构 (FDDS） 多支路分集结构 (MBD) 多支路频域均衡结构 (MBFDE)
多频结构：
双层多载波频分复用结 构 (DLMC-FDM） 双层多载波频率分集结构 (DLMC2FD) 双层多载波跳频结构 (DLMC2FH)
1.简介 2.应用举例
a. 第四代移动通信技术（LTE） b. IEEE802.11(Wi-fi) c. 超宽带 (UWB) d. 光纤通信 e.其他
➢ FFT/IFFT用于图像处理
卫星通信
OFDM应用
第四代移动通信技术（LTE：Long Term Evolution）
核心技术： OFDM（还有可能应用于将来的5G） 多天线MIMO 64QAM 全IP扁平的网络结构 优化的帧结构等
➢ FFT/IFFT用于图像处理
卫星通信
OFDM应用
IEEE802.11(Wi-fi Wireless Fidelity)
目录
➢ 快速傅里叶变换的发展 ➢ FFT/IFFT用于OFDM技术
1.简介 2.应用举例
a. 第四代移动通信技术（LTE） b. IEEE802.11(Wi-fi) c. 超宽带 (UWB) d. 光纤通信 e.其他
目录
➢ 快速傅里叶变换的发展 ➢ FFT/IFFT用于OFDM技术
1.简介 2.应用举例
a. 第四代移动通信技术（LTE） b. IEEE802.11(Wi-fi) c. 超宽带 (UWB) d. 光纤通信 e.其他
➢ FFT/IFFT用于图像处理
卫星通信
OFDM应用
光纤通信 优点：
➢ 通信容量大、传输距离远； ➢ 抗电磁干扰、传输质量佳； ➢ 原材料丰富。尺寸小、重量轻，便于铺设和运输。
—数据调制 —保护间隔和循环前缀 —同步 —信道均衡 —自适应调制
OFDM简介
OFDM的主要思想是：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，调制到每个子信道上进行传输， 如下图所示：
OFDM简介
FFT在OFDM 中的作用
OFDM简介
OFDM的优点：
➢
带宽利用率很高；
目前较常用的是基-2 DIT-FFT算法和分裂基FFT 算法。
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➢ 快速傅里叶变换的发展 ➢ FFT/IFFT用于OFDM技术
1.简介 2.Байду номын сангаас用举例
a. 第四代移动通信技术（LTE） b. IEEE802.11(Wi-fi) c. 超宽带 (UWB) d. 光纤通信 e.其他
➢ FFT/IFFT用于图像处理