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一、正交频分复用OFDM的背景... 2 二、OFDM的原理及关键技术及特点... 4

（一）OFDM的基本原理... 4

（二）OFDM系统的构成及主要功能模块... 5 （三）OFDM的关键技术... 6

1同步技术... 6

2功率峰值与均值比（PARP）的解决... 7 3训练序列和导频及信道估计技术... 8 （四）不同类型的OFDM. 9

1 V-OFDM... 9 2 W-OFDM... 9 3 F-OFDM... 9

4 MIMO-OFDM... 10 5 Multiband OFDM... 10 （五）OFDM的特点... 10

1、OFDM技术的优点... 10 2、OFDM技术的缺陷... 11

三、第四代通信技术... 12

（一）4G发展背景... 12

（二）4G系统网络结构... 14 （三）4G关键技术... 14

1.正交频分复用（OFDM）... 15

2.智能天线(SA)与多入多出天线(MIMO)技术... 15 3.软件无线电技术... 16

（四）第四代通信技术的特点... 17

1、主要优势... 17 2、存在的缺陷... 19

（五）第四代通信技术的发展展望... 21 四OFDM在4G中的应用

论文建议：

原理部分的书写，应该将OFDM的信号模型，系统模型（调制解调模型）的表达式，框图写在论文中。OFDM的重难点：同步技术、峰均比技术等尽量写详细一点。

在最后一章还可以将WIMAX、OFDMA等技术列入。

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正交频分复用OFAM在4G中的应用

前言

近年来移动通信技术飞速发展，已经历了3个主要发展阶段。每一代的发展都是技术的突破和观念的创新。第一代起源于20世纪80年代，主要采用模拟和频分多址(FDMA)技术。第二代(2G)起源于90年代初期，主要采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)技术。第三代移动通信系统(3G)可以提供更宽的频带，不仅传输话音，还能传输高速数据，从而提供快捷方便的无线应用。然而，第三代移动通信系统仍是基于地面标准不一的区域性通信系统，尽管其传输速率可高达2 Mb/s，但仍无法满足多媒体通信的要求，因此，第四代移动通信系统(4G)的研究随之应运而生。

第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输；抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术；高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；大容量、低成本的无线接口和光接口；系统管理资源；软件无线电、网络结构协议等。

移动通信信道的突出特点之一就是信道存在多径时延扩展，它限制了数据速率的提高，因为如果数据速率高于信道的相干带宽，信号将产生严重失真，信号传输质量大幅度下降。而OFDM技术由于具备频谱利用率高，有较强的抗多径干扰、抗频率选择性衰落和频率扩散能力等特点，是对高速数据传输的一种潜在的解决方案，因此，OFDM技术已基本被公认为4G的核心技术之一。

一、正交频分复用OFDM的背景

正交频分复用OFDM是一种多载波并行传输系统，通过延长传输符号的周期，增强其抵抗回波的能力。与传统的均衡器比较，它最大的特点在于结构简单，可大大降低成本，且在实际应用中非常灵活，对高速数字通信量一种非常有潜力的技术。

OFDM的概念于20世纪50～60年代提出，1970年OFDM的专利被发表，其基本思想通过采用允许子信道频谱重叠，但相互间又不影响的频分复用（FDM）方法来并行传送数据，主要用于军用的无线高频通信系统。但是,传统的FDM(频分复用)理论将带宽分成几个子信道,中间用保护频带来降低干扰,它们

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同时发送数据。例如:有线电视系统和模拟无线广播等,接收机必须调谐到相应的频率。而OFDM系统比传统的FDM系统要求的带宽要少得多。由于使用无干扰正交载波技术,单个载波间无需保护频带,这样使得可用频谱的使用效率更高。另外,OFDM技术可动态分配在子信道上的数据。为获得最大的数据吞吐量,多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声小的子信道上。传统OFDM系统的结构非常复杂,从而限制了其进一步推广。

直到20世纪70年代,人们提出了采用DFT/IDFT(离散傅里叶变换/离散傅里叶逆变换)来实现多个载波的调制,简化了系统结构,使得OFDM技术更趋于实用化。

80年代以后，OFDM的调制技术再一次成为研究热点。例如在有线信道的研究中，Hirosaki于1981年用DFT完成的OFDM调制技术，试验成功了16QAM多路并行传送19.2kbit/s的电话线MODEM。

进入90年代以后，OFDM的应用又涉及到了利用移动调频（FM）和单边带（SSB）信道进行高速数据通信、陆地移动通信、高速数字用户环路（HDSL）、非对称数字用户环路（ADSL）、超高速数字用户环路（VHDSL）、数字声广播（DAB）及高清晰度数字电视（HDTV）和陆地广播等各种通信系统。

近年来随着数字信号处理（DSP）技术的飞速发展和高速、高性能DSP芯片的研制成功，移动通信技术从基于频分多址（FDMA）的模拟技术过渡到基于时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）的数字技术，其经历了三个主要发展阶段。第三代移动通信系统（3G）可以提供更宽的频带和更高的数据传输，从而提供快捷方便的无线应用。然而，第三代移动通信系统仍无法满足多媒体通信的要求。因此，人们需要寻找更先进的移动通信方式来提高数据传输率，要求在保证服务质量的前提下，通信速率在一般情况下能达到50—100 Mb/s，在极端恶劣的情况下保证6Mb/s的通信速率。于是第四代移动通信系统(4G)的研究应运而生。 到目前为止人们还无法对4G通信进行精确地定义，有人说4G通信的概念来自其他无线服务的技术，从无线应用协定、全球袖珍型无线服务到3G；有人说4G通信是一个超越2010年以外的研究主题，4G通信是系统中的系统，可利用各种不同的无线技术；但不管人们对4G通信怎样进行定义，有一点我们能够肯定的是4G通信将是一个比3G通信更完美的新无线世界，它将可创造出许

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多消费者难以想象的应用。他采用栅格编码技术、软判决、信道自适应技术、OFDM技术、MIMO技术来对抗无线信道对信号的干扰，提高信号的传输速率。其中OFDM技术的特点是网络结构高度可扩展，具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力，可以提供比目前无线数据技术质量更高（速率高、时延小）的服务和更好的性能价格比，能为4G无线网提供更好的方案。例如无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等，都将采用OFDM技术。因此OFDM技术作为4G的核心技术，已成为大家的共识。

二、OFDM的原理关键技术及特点

（一）OFDM的基本原理（结合公式、图表说明）

OFDM的英文全称为Orthogonal Frequency Divi-sion Multiplexing,中文义为

正交频分复用技术。OFDM技术属于多载波调制(Multi-Carrier Modula-tion,MCM)的一种,是一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲线通常是非平坦的,而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,并且各子载波并行传输。这样,每条链路都可以独立调制,因而该系统不论在上行还是在下行链路上,都可以容易地同时容纳多种混合调制方式。因此,尽管总的信道是非平坦的,且具有频率选择性,但是每个子信道是相对平坦的,在每个子信道上进行的是窄带传输,信号带宽小于信道的相应带宽,这样就可以大大消除信号波形间的干扰。由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交,于是它们的频谱是相互重叠的,这样不但减小了子载波间的相互干扰,同时又提高了频谱利用率。由于这种技术具有在杂波干扰下传送信号的能力,因此常常会被利用在容易被外界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输环境中。

OFDM技术的推出是为了提高载波的频谱利用率,或者是为了改进对多载波的调制用的,它的特点是各子载波相互正交,使扩频调制后的频谱可以相互重叠,从而减小了子载波间的相互干扰。在对每个载波完成调制以后,为了增加数据的吞吐量,提高数据传输的速度,它又采用了一种叫作HomePlug的处理技术,来对所有将要被发送数据信号位的载波进行合并处理,把众多的单个信号合并成一个独立的传输信号进行发送。另外OFDM之所以备受关注,其中一条重要的原因是它

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