OFDM技術在移動通信系統中的運用

時間:2022-03-28 10:40:17

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OFDM技術在移動通信系統中的運用

信息技術的發展與計算機網絡技術的結合,使得移動通信網絡在人們生活中的作用凸顯出來。我國已經全面普及的了3G技術,4G技術也已經具有廣泛的應用。在4G技術應用過程中,主要關注的就是其限制因素和安全隱患。其中移動信息傳輸效率受到系統性能、外界環境和操作方式的影響,引入ofdm技術有助于改善這一問題。文章以4G移動通信網絡為例進行具體的闡述和分析,旨在推進我國移動通信網絡的快速和可持續運行。

一、移動通信技術應用OFDM技術的必要性

4G移動通信技術提高了信息傳輸效率,但對于網絡帶寬的利用率具有較高的要求,多徑衰落也是影響移動通信效率的主要因素之一?;谝苿油ㄐ偶夹g的現狀,采用OFDM具有必要性,信息的容量和效率均依賴于OFDM技術。與其他技術相比,OFDM還具有以下優點。首先,OFDM技術將頻率選擇性多徑衰落信道更換為平坦信道,縮短了多徑衰落帶來的影響。在現實中,OFDM技術常與MIMO技術結合使用,該技術提高了頻譜利用率,促進了無線網絡信號的接收,使系統的比特率值達到最大,因此這一技術的應用具有必要性。

二、OFDM核心技術及運用

1、OFDM正交頻分復用技術的運用。OFDM正交頻分復用技術是4G移動通信網絡的核心技術,這一技術的主要功能是將移動信道劃分為若干個正交子信道,方便窄帶調制與傳輸,從而減少各信道上的信息干擾,提高頻譜利用率。由于4G網在運行過程中具有非對稱性特征,且下行鏈路的數據傳輸通常大于上行鏈路,而OFDM正交頻分復用技術改善了信道的物理層完整性,從通信自身出發,對非對稱的信息傳輸實施調節,使信道信息傳輸更加穩定,提高網絡運行效率,具體積極的作用。

2、MIMO多輸入多輸出技術。MIMO多輸入多輸出技術是OFDM技術的主要輔助技術,早期以天線為主,主要應用于控制信道衰落。MIMO多輸入多輸出技術分別設置發射端和接收端的多天線裝置,實現信號傳輸的獨立信道特征,從而減少信號之間的互相干擾。MIMO的優越性在于無需增加帶寬,減少了資源浪費和成本支出,并且將MIMO多輸入多輸出技術與OFDM技術相結合能夠提高系統的容量,確保多路徑的傳輸信號穩定,劣勢在于無法控制頻率的選擇性衰弱。該技術的核心在于頻率、時間和空間等技術,除了上述功能外,該技術還有效的降低了來自外界和信道本身的噪聲干擾。OFDM則解決了MIMO檢測過于復雜的程序,并且降低了頻率選擇性衰落對于系統的影響,OFDM技術的FFT/IFFT技術有助于帶寬的合理利用。MIMO技術則解決了OFDM帶寬有限的問題,可見二者之間配合的重要性,是4G移動通信網絡未來發展的必然趨勢。

3、空時信號處理技術??諘r信號處理就是移動通信網絡技術的時間和空間處理技術,從方案上分析,MIMO技術和OFDM技術包括空時編碼和空間復用編碼兩種??諘r編碼技術主要負責信息發射端的數據流聯合編碼,從而降低信道衰落以及外界噪聲帶來的影響。同時該技術還可以增加信號的冗余度,最終使信號接收端的分集增益和編碼增益達到最大??諘r編碼現行的主要方式為空時碼、空時格形碼、空時分組碼等。該技術處于發展中,目前無法實現數據傳輸速度的效率提高??臻g復用采用的是多天線模式,是通過天線獨立信息接收和傳輸來降低干擾。與MIMO技術相似,這一技術充分利用了多空間性,是目前應用較為廣泛的信道傳輸技術之一,該技術的優勢還在于放射功率保持不變。設計者將空間復用技術和空時信號處理技術相結合,可以保證在每個數據流獲得最小分集增益的條件下,實現最大化平均數據。

4、分集技術和自適應技術。分集技術和自適應技術是OFDM技術中用于應對多徑衰落的主要方法,是目前應用較為廣泛的方法。分集技術主要包括時間分集、空間分集和頻率分集,根據場合的不同可使用不同的分集方式。在移動通信系統中,通常不會只采用一種技術,而是采用多種技術相結合,分集技術與自適應技術的結合就是其中一種。自適應技術是通過信息傳遞過程中的變化靈活的分配發送功率和信息比特率,具有實時性和動態性。是移動通信信道檢測的主要方法之一?;驹頌槔脗鬏斝诺赖膶嶋H情況,調整發射功率的水平以及獨立子信道內的符號傳輸速率,該技術實現了用戶間的鏈路參數分離,從而有效的提高了系統容量。依據不同用戶在特定空間和時間內的SINR統計特征,并結合用戶QoS要求,制定并能夠提供多種編碼與調制方案,實現移動數據終端用戶數據流的優化,確保信息傳輸效率。

三、總結

OFDM技術主要應用于移動通信的信息處理,有助于提高信息容量和信息傳輸速度。隨著我國移動通信的發展,將經歷3G主流市場和4G主流市場,并最終實現移動通信網絡的智能化。如何正確應用OFDM技術是相關人員主要研究的問題。

作者:曾艷 單位:廣東海格怡創科技有限公司

參考文獻:

[1]佟學儉,羅濤.OFDM移動通信技術原理與應用[J].現代移動通信,2011(8).

[2]岳新.OFDM技術在第四代移動通信中的應用[J].現代移動通信,2013(6).