论文读书笔记

一、想研究基于离散小波变换的OFDM，必须先知道移动通信技术的历史及发展趋势

一、移动通信技术的发展历程

在过去的10 年中，世界电信发生了巨大的变化，移动通信特别是蜂窝小区的迅速发展，使用户彻底摆脱终端设备的束缚、实现完整的个人移动性、可靠的传输手段和接续方式。进入21 世纪，移动通信将逐渐演变成社会发展和进步的必不可少的工具。

第一代移动通信系统(1G)是在20世纪80 年代初提出的，它完成于20世纪90年代初，如NMT 和AMPS，NMT 于1981年投入运营。第一代移动通信系统是基于模拟传输的，其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。1G主要基于蜂窝结构组网，直接使用模拟语音调制技术，传输速率约2.4kbit/s。不同国家采用不同的工作系统。

第二代移动通信系统(2G)起源于90 年代初期。欧洲电信标准协会在1996 年提出了GSM Phase 2+，目的在于扩展和改进GSM Phase 1及Phase 2 中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑)，SO(支持最佳路由)、立即计费，GSM 900/1800双频段工作等内容，也包含了与全速立即计费，GSM 900/1800双频段工作等内容，也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术，使得话音质量得到了质的改进；半速率编解码器可使GSM系统的容量提高近一倍。在GSM Phase2+ 阶段中，采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术，引入智能天线技术、双频段等技术，

有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM 系统容量不足的缺陷；自适应语音编码(AMR)技术的应用，极大提高了系统通话质量；GPRS/EDGE技术的引入，使GSM与计算机通信/Internet有机相结合，数据传送速率可达115/384kbit/s，从而使GSM 功能得到不断增强，初步具备了支持多媒体业务的能力。尽管2G技术在发展中不断得到完善，但随着用户规模和网络规模的不断扩大，频率资源己接近枯竭，语音质量不能达到用户满意的标准，数据通信速率太低，无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。

第三代移动通信系统(3G)，也称IMT2000，是正在全力开发的系统，其最基本的特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块，支持话音和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps，在用户高速移动时最大支持144Kbps，所占频带宽度5MHz 左右。但是，第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同组成一个IMT 2000家庭，成员间存在相互兼容的问题，因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信；再者，3G的频谱利用率还比较低，不能充分地利用宝贵的频谱资源；第三，3G支持的速率还不够高，如单载波只支持最大2Mbps 的业务，等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要，因此寻求一种既能解决现有问题，又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代移动信:next generation mobile

communication)是必要的。

二、第四代移动通信系统的概念

4G 也称为广带接入和分布网络, 具有超过2Mb/s的非对称数据传输能力, 对高速移动用户能提供150M b/s 的高质量的影像服务, 并首次实现三维图像的高质量传输. 它包括广带无线固定接入、广带无线局域网, 移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统) , 是集多种无线技术和无线LAN 系统为一体的综合系统, 也是宽带IP 接入系统. 在这个系统上, 移动用户可以实现全球无缝漫游. 为了进一步提高其利用率, 满足高速率、大容量的业务需求, 同时克服高速数据在无线信道下的多径衰落和多径干扰等众多优势。

三、第四代移动通信系统的关键技术

4G系统中有两个基本目标：一是实现无线通信全球覆盖；二是提供无缝的高质量无线业务.为了达到这个目标,,需要在下列几个方面做出努力:频谱的高效使用、带宽的动态分配、安全的无线应用、更高的服务质量、高性能的信号调制传输技术。为此，4G系统使用了许多新技术，其中关键技术介绍如下：

3.1正交频分复用技术

第3代移动通信主要采用以码分多址CDMA(Code DivisionMultiple Address, CDMA) 技术, 而正交频分复OFDM(Orthogonal Frequency Division Modulation , OFDM) 技术因具有频谱利用率高、抗多径衰落能力强等优点, 受到越来越广泛的关注.并已成功地应用到高速率数字用户线(HDSL)、不对称数字用户线

(ADSL)、高清晰度数字电视(HDTV)、无线局域网网标准802.11a、数字视频广播(DVB2T) 以及固定本地无线接入系统中. 可以预见4G 中将采用OFDM 技术作为主要的传输方式OFDM 技术实际上是多载波调制MCM (Multi2 Carrier Mul-tiplexing ,MCM ) 的一种, 其主要原理是:将待传输的高速串行数据经串/并变换, 变成在N个子信道上并行传输的低速数据流, 再用N 个相互正交的载波进行调制, 然后叠加一起发送. 接收端用相干载波进行相干接收, 再经并/串变换恢复为原高速数据. 图1 是OFDM 系统基本框图. OFDM 技术的主要优点有:

(1) 抗衰落和码间干扰能力强. OFDM 通过串/并变换,

扩展了每个子载波上的数据符号的脉冲宽度, 降低了子信道的信息速率, 使得对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗能力更强; 并且采用插入循环前缀技术. 若循环前缀长度大于信道扩展长度,则能有效地保持载波间的正交性, 进而抑制了符号间干扰ISI(Inter2symbol Interference, ISI).(2) 实现容易. 对OFDM 的N 个正交子载波进行调制与解调, 可以通过快速傅立叶逆变IFFT( Inverse Fast Fourier