一種通用的OFDM發射機設計

張羽豐，熊蔚明1，王竹剛1，史毅龍，李炯卉

(1.中國科學院 國家空間科學中心復雜航天系統電子信息技術重點實驗室，北京 101400；2.中國科學院大學，北京 101400)

1 引 言

目前，隨著探測設備的精度越來越高，對大量數據實時傳輸的要求也越來越高，通常數據量級在Gbit/s。換句話說，在有限的帶寬內，需要更高的信息傳輸速率。然而傳統的單載波系統已經無法滿足這種要求，所以正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術被越來越多人所關注。

OFDM技術的主要思想是將一定帶寬的信道劃分成若干個相互正交的子信道，每個子信道可以使用不同的基帶調制方式，然后將攜帶數據的子載波疊加在一起，這樣一個高速的串行數據就轉變成了一個低速的并行數據流[1]，并能獲得非常高的頻譜利用率和抗頻率選擇性衰落能力[2]。再者，由于在每個OFDM符號之前都有一段循環前綴，只要循環前綴的持續時間長度大于最大時延擴展，那么就能夠對抗由多徑造成的符號間干擾(Inter-symbol Interference,ISI)[3]。所以，利用OFDM技術來解決高速傳輸問題是一個非常好的選擇。

針對OFDM系統設計與實現問題，文獻[4]以圖像數據傳輸為應用背景給出了OFDM系統的設計與實現，但是文獻中的設計并沒有對幀結構和某些功能模塊等進行簡化，而且16正交幅相調制(16 Quadrature Amplitude Modulation,16QAM)與四相相移鍵控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)相比而言，實現起來也較復雜；文獻[5]給出了速率可變的OFDM收發系統的簡單設計，也給出了硬件資源的利用率，但是并沒有給出具體的頻譜利用率和OFDM信號的頻譜；文獻[6]給出了一個可重構的OFDM系統發射機設計；……