OFDM技术的模拟研究

2017-04-21 04:04李芬
无线互联科技 2017年3期
关键词:数据传输

李芬

摘要:正交频分复用技术是实现高速数据传输的一种有效手段,具有高频谱效率,高数据传输,强大的抗多径能力等优点,已经成为4G的核心技术。文章着重介绍了一些相关技术的发展背景和基本原理,着重讲解了基于导频信号的OFDM系统的导频信道估计算法,文章主要对梳状导频插入的Ls算法、LMMSE算进行重点研究分析。关键词:正交频分复用;通道估计;数据传输

1.正交频分复用技术的特点

优点:首先,正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing,OFDM)技术频谱利用率高,相对于传统的FDM技术,其利用子载波之间的正交性,带宽节省近一半,有很强的频谱优势。其次,可以作为非对称数字业务的传输技术,选择子信道的数目不同,其传输速率也不同。再次,能够有效地抵抗多径效应带来的码间干扰(InterSymbol Interference,ISI),ICI子信道间干扰(Inter-CarderInterference,ICI),主要用于其保护间隔,循环前缀。缺点:峰均比过高,对频偏比较敏感。

2.OFDM在无线通道中的传输

在常见的移动通信系统中,信号发射塔和终端机主要通过前向和下行这两种方式进行连结。终端机到信号发射塔的链接方式则是反向和上行这两种。在无线电信号的传输过程中,前向和反向这两种连结方式是不同类型的两种典型信道。不论是在哪种连结方式中,无线电的传播都会受到这两种通道不同形式的干扰。

正是由于信号在传递过程中的复杂性,无线电信号在传输过程中会受到各种各样的干扰。只能通过多径传输的方式,使用多种多样的路径将信号送达收发端。无论其传递方式有多高的复杂程度,都可以归纳在反(散、绕)射这几种之间。在移动通信系统中,其信道是一种典型的时变通道,为了进一步研究通信信号在传输过程中的衰减情况。

3.OFDM信道估计及其性能仿真

3.1基于导频法的信道估计

这种方法在实际应用中,最关键的技术就是插入导频。在对导频信号进一步考虑时,既要保证其位置可以达到要求,又要保证总数量不能很高。太远会导致信号与传递函数不匹配,总数量太大会降低效率。导频信号在帧中有固定的位置因素,其本身经由特定波形进行传输,必须满足二维采样的要求才能在信号收发端进行估算。

4.性能比较与分析

选择信道模型,分别在64子载波数,128子载波数条件下,用MATLAB对无估计的LS,MMSE算法对具体误码率(SER)和均方誤差(MSE)进行逐个模拟,得出数据如表1-2所示。

从表1-2的数据可以分析出,LS算法比较简单、计算量较少,但在以上算法中,有着最高的误码率和均方误差,所以LS算法一般只适用于理论研究,或误码率不高的低数据速率传输系统。不适用于高速传输。与之相反的,LMMSE算法较为复杂,实现起来比较困难,但是误码率和均方误差都很低,数据传输的优势非常明显。

5.结语

随着4G和4G+技术的迅速普及,OFDM技术也在被迅速应用当中,已经成为4G+,5G等技术追求进一步发展的基础。它的优点非常广泛,比如说抵制频选衰减的影响、进一步提高现有频谱的使用效率、便于实现成品化设备,应用到实际当中,可以满足人们对通信技术和质量越来越高的要求。

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