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基于0FDM和MIM0的HSOPA技術(shù)( 二 )

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3、HSOPA中的兩種要害技術(shù)
3.1 HSOPA中的OFDM技術(shù)
在過去幾年中，OFDM已經(jīng)成功的用于各種有線、無線系統(tǒng)中，尤其是在無線局域網(wǎng)方面，人們對OFDM技術(shù)有著濃厚的愛好 。在目前的許多無線應(yīng)用中，例如數(shù)字音頻廣播（DAB，DigitalAudioBroadcast）、數(shù)字視頻廣播（DVB，DigitalVideo Broadcast）、WLAN（IEEE802.11a和IEEE802.11g）以及WiMAX（IEEE802.16）都使用了OFDM技術(shù) 。在有線系統(tǒng)比如異步數(shù)字用戶線（ADSL，Asynchronous Digital Subscriber Loop）也使用了OFDM技術(shù) 。

;OFDM是一種調(diào)制接入技術(shù)，因此對于存在多徑傳播的無線環(huán)境，它能夠很好地反抗多徑衰落，從而無需復(fù)雜的均衡技術(shù) 。對于傳統(tǒng)的調(diào)制方式而言，由于多徑衰落的存在，通常其性能都要低于其理論性能 。對于窄帶信號而言，它必然引起符號間的干擾，從而造成信號的畸變 。此時通常需要采用均衡技術(shù)才能解決 。對于寬帶系統(tǒng)而言，寬待系統(tǒng)可以通過RAKE技術(shù)將多徑信號加以接收合并，從而消除多徑衰落 。
OFDM是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù) 。無線信道的頻率響應(yīng)曲線大多是非平坦的，而OFDM技術(shù)的主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸 。這樣，盡管總的信道是非平坦的，具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，在每個子信道上進行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬，因此就可以大大消除信號波形間的干擾 。由于在OFDM系統(tǒng)中各個子信道的載波相互正交，它們的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，同時又提高了頻譜利用率 。
OFDM信號處理比較簡單，它使用了兩種眾所周知的數(shù)字信號處理技術(shù)：快速反傅立葉變換（IFFT，InverseFastFourierTransform）和快速傅立葉變換（FFT，F(xiàn)ast Fourier Transform） 。其調(diào)制過程如圖1所示 。
圖1 OFDM信號調(diào)制過程
在OFDM處理的發(fā)射側(cè)，首先將原始數(shù)據(jù)進行信道編碼以克服信道的隨機差錯，隨后進行數(shù)據(jù)交織，這樣可以解決信道的突發(fā)差錯 。隨后將數(shù)據(jù)比特映射成符號，可以進行四進制移相監(jiān)控（QPSK，QuaternaryPhaseShiftKeying）映射，也可以是正交幅度調(diào)制（QAM，Quadrature Amplitude Modulation）映射 。然后進行串并變化，并進行快速反傅立葉變換，以形成多個正交的子載波 。為了克服多徑衰落所引起的符號間干擾，在符號的末尾要插入保護間隔 。在接收側(cè)首先將符號保護間隔刪除 。然后進行快速傅立葉變換解調(diào)出各個子載波的數(shù)據(jù)，然后進行并串變換、去交織、譯碼以恢復(fù)初始的數(shù)據(jù) 。
OFDM另外一個優(yōu)點就是在頻域的擴展比較簡單，只需要簡單的調(diào)整子載波的數(shù)目就行 。比如對于WCDMA的5M帶寬，可以采用1024個子載波 。當(dāng)然，OFDM技術(shù)也存在一些需要克服的問題 。比如其面臨的第一個挑戰(zhàn)就是較高的峰均比（PAPR，Peak-to-AveragePowerRatio） 。過高的PAPR將增加對射頻原件線性的要求，尤其是增加了對功放的要求 。因此假如不對PAPR進行適當(dāng)?shù)奶幚恚敲捶糯笃鞯墓β市蕦⑾陆?，這無疑將影響到終端的大小和電池的壽命 。目前，學(xué)者們在這個方面已經(jīng)提出了多種方案 。其中的一種比較重要的方法就是利用數(shù)字信號處理和編碼技術(shù)加以解決 。OFDM面臨的第二個問題就是它對頻偏十分敏感，因此對晶振的要求非常高 。
3.2 HSOPA中的MIMO技術(shù)
在OFDM系統(tǒng)中雖然多個子載波相互正交，提高了系統(tǒng)的頻譜效率 。但是，由于在每個符號的末尾插入了循環(huán)保護間隔所以在一定程度上又降低了傳輸效率 。
由于MIMO（MultipleInputMultipleOutput）系統(tǒng)可以提高無線系統(tǒng)的系統(tǒng)容量和系統(tǒng)的可靠性，所以該技術(shù)得到了越來越多的關(guān)注，其中的一些要害技術(shù)已經(jīng)被寫入了一些無線通信的標準中 。

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