OFDM技術(shù)的模擬研究

李芬

摘要：正交頻分復(fù)用技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N有效手段，具有高頻譜效率，高數(shù)據(jù)傳輸，強(qiáng)大的抗多徑能力等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為4G的核心技術(shù)。文章著重介紹了一些相關(guān)技術(shù)的發(fā)展背景和基本原理，著重講解了基于導(dǎo)頻信號(hào)的OFDM系統(tǒng)的導(dǎo)頻信道估計(jì)算法，文章主要對(duì)梳狀導(dǎo)頻插入的Ls算法、LMMSE算進(jìn)行重點(diǎn)研究分析。關(guān)鍵詞：正交頻分復(fù)用；通道估計(jì)；數(shù)據(jù)傳輸

1.正交頻分復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：首先，正交頻分復(fù)用（Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，OFDM）技術(shù)頻譜利用率高，相對(duì)于傳統(tǒng)的FDM技術(shù)，其利用子載波之間的正交性，帶寬節(jié)省近一半，有很強(qiáng)的頻譜優(yōu)勢(shì)。其次，可以作為非對(duì)稱數(shù)字業(yè)務(wù)的傳輸技術(shù)，選擇子信道的數(shù)目不同，其傳輸速率也不同。再次，能夠有效地抵抗多徑效應(yīng)帶來(lái)的碼間干擾（InterSymbol Interference，ISI），ICI子信道間干擾（Inter-CarderInterference，ICI），主要用于其保護(hù)間隔，循環(huán)前綴。缺點(diǎn)：峰均比過(guò)高，對(duì)頻偏比較敏感。

2.OFDM在無(wú)線通道中的傳輸

在常見的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，信號(hào)發(fā)射塔和終端機(jī)主要通過(guò)前向和下行這兩種方式進(jìn)行連結(jié)。終端機(jī)到信號(hào)發(fā)射塔的鏈接方式則是反向和上行這兩種。在無(wú)線電信號(hào)的傳輸過(guò)程中，前向和反向這兩種連結(jié)方式是不同類型的兩種典型信道。不論是在哪種連結(jié)方式中，無(wú)線電的傳播都會(huì)受到這兩種通道不同形式的干擾。

正是由于信號(hào)在傳遞過(guò)程中的復(fù)雜性，無(wú)線電信號(hào)在傳輸過(guò)程中會(huì)受到各種各樣的干擾。只能通過(guò)多徑傳輸?shù)姆绞剑褂枚喾N多樣的路徑將信號(hào)送達(dá)收發(fā)端。無(wú)論其傳遞方式有多高的復(fù)雜程度，都可以歸納在反（散、繞）射這幾種之間。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，其信道是一種典型的時(shí)變通道，為了進(jìn)一步研究通信信號(hào)在傳輸過(guò)程中的衰減情況。

3.OFDM信道估計(jì)及其性能仿真

3.1基于導(dǎo)頻法的信道估計(jì)

這種方法在實(shí)際應(yīng)用中，最關(guān)鍵的技術(shù)就是插入導(dǎo)頻。在對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)一步考慮時(shí)，既要保證其位置可以達(dá)到要求，又要保證總數(shù)量不能很高。太遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)與傳遞函數(shù)不匹配，總數(shù)量太大會(huì)降低效率。導(dǎo)頻信號(hào)在幀中有固定的位置因素，其本身經(jīng)由特定波形進(jìn)行傳輸，必須滿足二維采樣的要求才能在信號(hào)收發(fā)端進(jìn)行估算。

4.性能比較與分析

選擇信道模型，分別在64子載波數(shù)，128子載波數(shù)條件下，用MATLAB對(duì)無(wú)估計(jì)的LS，MMSE算法對(duì)具體誤碼率（SER）和均方誤差（MSE）進(jìn)行逐個(gè)模擬，得出數(shù)據(jù)如表1-2所示。

從表1-2的數(shù)據(jù)可以分析出，LS算法比較簡(jiǎn)單、計(jì)算量較少，但在以上算法中，有著最高的誤碼率和均方誤差，所以LS算法一般只適用于理論研究，或誤碼率不高的低數(shù)據(jù)速率傳輸系統(tǒng)。不適用于高速傳輸。與之相反的，LMMSE算法較為復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難，但是誤碼率和均方誤差都很低，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)非常明顯。

5.結(jié)語(yǔ)

隨著4G和4G+技術(shù)的迅速普及，OFDM技術(shù)也在被迅速應(yīng)用當(dāng)中，已經(jīng)成為4G+，5G等技術(shù)追求進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。它的優(yōu)點(diǎn)非常廣泛，比如說(shuō)抵制頻選衰減的影響、進(jìn)一步提高現(xiàn)有頻譜的使用效率、便于實(shí)現(xiàn)成品化設(shè)備，應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，可以滿足人們對(duì)通信技術(shù)和質(zhì)量越來(lái)越高的要求。