OFDM技術(shù)在移動通信系統(tǒng)中的運(yùn)用

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信息技術(shù)的發(fā)展與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，使得移動通信網(wǎng)絡(luò)在人們生活中的作用凸顯出來。我國已經(jīng)全面普及的了3G技術(shù)，4G技術(shù)也已經(jīng)具有廣泛的應(yīng)用。在4G技術(shù)應(yīng)用過程中，主要關(guān)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(tǒng)性能、外界環(huán)境和操作方式的影響，引入ofdm技術(shù)有助于改善這一問題。文章以4G移動通信網(wǎng)絡(luò)為例進(jìn)行具體的闡述和分析，旨在推進(jìn)我國移動通信網(wǎng)絡(luò)的快速和可持續(xù)運(yùn)行。

一、移動通信技術(shù)應(yīng)用OFDM技術(shù)的必要性

4G移動通信技術(shù)提高了信息傳輸效率，但對于網(wǎng)絡(luò)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。基于移動通信技術(shù)的現(xiàn)狀，采用OFDM具有必要性，信息的容量和效率均依賴于OFDM技術(shù)。與其他技術(shù)相比，OFDM還具有以下優(yōu)點。首先，OFDM技術(shù)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(xiàn)實中，OFDM技術(shù)常與MIMO技術(shù)結(jié)合使用，該技術(shù)提高了頻譜利用率，促進(jìn)了無線網(wǎng)絡(luò)信號的接收，使系統(tǒng)的比特率值達(dá)到最大，因此這一技術(shù)的應(yīng)用具有必要性。

二、OFDM核心技術(shù)及運(yùn)用

1、OFDM正交頻分復(fù)用技術(shù)的運(yùn)用。OFDM正交頻分復(fù)用技術(shù)是4G移動通信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，這一技術(shù)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(diào)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(wǎng)在運(yùn)行過程中具有非對稱性特征，且下行鏈路的數(shù)據(jù)傳輸通常大于上行鏈路，而OFDM正交頻分復(fù)用技術(shù)改善了信道的物理層完整性，從通信自身出發(fā)，對非對稱的信息傳輸實施調(diào)節(jié)，使信道信息傳輸更加穩(wěn)定，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率，具體積極的作用。

2、MIMO多輸入多輸出技術(shù)。MIMO多輸入多輸出技術(shù)是OFDM技術(shù)的主要輔助技術(shù)，早期以天線為主，主要應(yīng)用于控制信道衰落。MIMO多輸入多輸出技術(shù)分別設(shè)置發(fā)射端和接收端的多天線裝置，實現(xiàn)信號傳輸?shù)莫?dú)立信道特征，從而減少信號之間的互相干擾。MIMO的優(yōu)越性在于無需增加帶寬，減少了資源浪費(fèi)和成本支出，并且將MIMO多輸入多輸出技術(shù)與OFDM技術(shù)相結(jié)合能夠提高系統(tǒng)的容量，確保多路徑的傳輸信號穩(wěn)定，劣勢在于無法控制頻率的選擇性衰弱。該技術(shù)的核心在于頻率、時間和空間等技術(shù)，除了上述功能外，該技術(shù)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(fù)雜的程序，并且降低了頻率選擇性衰落對于系統(tǒng)的影響，OFDM技術(shù)的FFT/IFFT技術(shù)有助于帶寬的合理利用。MIMO技術(shù)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(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的必然趨勢。

3、空時信號處理技術(shù)。空時信號處理就是移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的時間和空間處理技術(shù)，從方案上分析，MIMO技術(shù)和OFDM技術(shù)包括空時編碼和空間復(fù)用編碼兩種。空時編碼技術(shù)主要負(fù)責(zé)信息發(fā)射端的數(shù)據(jù)流聯(lián)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(shù)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(dá)到最大。空時編碼現(xiàn)行的主要方式為空時碼、空時格形碼、空時分組碼等。該技術(shù)處于發(fā)展中，目前無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速度的效率提高。空間復(fù)用采用的是多天線模式，是通過天線獨(dú)立信息接收和傳輸來降低干擾。與MIMO技術(shù)相似，這一技術(shù)充分利用了多空間性，是目前應(yīng)用較為廣泛的信道傳輸技術(shù)之一，該技術(shù)的優(yōu)勢還在于放射功率保持不變。設(shè)計者將空間復(fù)用技術(shù)和空時信號處理技術(shù)相結(jié)合，可以保證在每個數(shù)據(jù)流獲得最小分集增益的條件下，實現(xiàn)最大化平均數(shù)據(jù)。

4、分集技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)。分集技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)是OFDM技術(shù)中用于應(yīng)對多徑衰落的主要方法，是目前應(yīng)用較為廣泛的方法。分集技術(shù)主要包括時間分集、空間分集和頻率分集，根據(jù)場合的不同可使用不同的分集方式。在移動通信系統(tǒng)中，通常不會只采用一種技術(shù)，而是采用多種技術(shù)相結(jié)合，分集技術(shù)與自適應(yīng)技術(shù)的結(jié)合就是其中一種。自適應(yīng)技術(shù)是通過信息傳遞過程中的變化靈活的分配發(fā)送功率和信息比特率，具有實時性和動態(tài)性。是移動通信信道檢測的主要方法之一。基本原理為利用傳輸信道的實際情況,調(diào)整發(fā)射功率的水平以及獨(dú)立子信道內(nèi)的符號傳輸速率，該技術(shù)實現(xiàn)了用戶間的鏈路參數(shù)分離，從而有效的提高了系統(tǒng)容量。依據(jù)不同用戶在特定空間和時間內(nèi)的SINR統(tǒng)計特征，并結(jié)合用戶QoS要求，制定并能夠提供多種編碼與調(diào)制方案，實現(xiàn)移動數(shù)據(jù)終端用戶數(shù)據(jù)流的優(yōu)化，確保信息傳輸效率。

三、總結(jié)

OFDM技術(shù)主要應(yīng)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(fā)展，將經(jīng)歷3G主流市場和4G主流市場，并最終實現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡(luò)的智能化。如何正確應(yīng)用OFDM技術(shù)是相關(guān)人員主要研究的問題。

作者:曾艷 單位:廣東海格怡創(chuàng)科技有限公司

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