基于OFDM的IEEE802.11a系统的仿真.docx

第1章 绪论 1.1 OFDM系统发展和应用 早在20世纪末50年代末至60年代初，频率复用、信号频谱相互覆盖的多载波并行传输思想就被提出来了。在此并行传输通信系统当中，信道会被分成N个子信道并且每个子信道能够单独的传输数据而彼此之间不会产生干扰，只是相邻信道之间信号频谱会出现50%重叠。这种技术和FDM技术比较而言，这种技术的信号频带能够重叠，频谱的利用率高，但实现起来也存在明显困难，在发送端和接收端都需要N个彼此正交的调制、解调器，采用滤波器来实现就很难保证滤波器间的正交特性。在1971年时，Weinsetin与Ebert将傅里叶变换（DFT）应用到并行传输系统，并且提出了正交频分复用（Orthogonal Frequency Division MultlPlixenig，OFDM）技术，该方法利用傅里叶变换对（DFT/IDFT）来实现多个调制解调器的功能，而不是采用滤波器的方法，从而这种方法降低了OFDM系统的实现难度。在20世纪80年代，随着OFDM理论的不断完善，数字信号处理及微电子技术的快速发展，OFDM计算书开始是应用于各种有线及无线通信中，其中包括：数字用户环路（DSL）、数字音频广播（DAB）、数字视频广播（DVB）以及新一代的无线局域网（WLAN）。OFDM技术也已经成为下一代蜂窝移动通信空中接口的候选技术。目前，OFDM技术广泛应用于有着较大时延扩展信道的高速无线通信网络中，显然它优于时域均衡。这是因为在高速的无线通信网络中，如果使用均衡器并且获得较好的性能就会需要很多的抽头数目，这样实现起来会很复杂，并且在时变信道中，实时调整抽头系数会很困难。因此，目前的高速无线通信系统均采用OFDM技术[1][2]。 1.2 OFDM技术和无线局域网 无线局域网是一种相对较新的网络结构，它使得用户可以不改变现存的网络物理层布局的条件下能够灵活的去布置网络。同时，无线局域网的出现也让人们对于局域网的认识有了新的看法，局域网具有提供移动接入的能力并且能够以较小的代价布设到任何有需求的地方。 无线局域网采用的是高频无线电波作为介质进行信号传输，它和有线局域网相比有下面的优势： 能够避免布线的困扰，可以穿透玻璃或者墙壁进行信号传输，可以满足人们在一定范围内进行局域组网； 在开放性场所，变化频繁以及由于场地原因不适合布线的场所，无线局域网具有不可替代的优势； 无线 QUOTE 构造简单，组网相对容易，管理维护的技术要求也相对较低； QUOTE 能保证和有线网络兼容，通过接入点设备（ QUOTE AP AP）就能够实现了无线局域网和有线网络的无缝连接，它是一种十分灵活的数据通信系统[3]。 因为无线 QUOTE 的独特的技术优势存在，它早就已经成为了现如今数字通信领域的研究热点之一。 QUOTE 各大通信产品厂商都准备抓住这一难得的商机，其中包括：阿朗、诺基亚、爱立信、中兴、华为等都在研制并且生产符合标准的无线 QUOTE 产品。 QUOTE 和欧洲电信标准化协会（ETSI）也早已相继出台了无限局域网标准1990年时，国际电气和电子工程师协会（IEEE）专门成立了IEEE802.11无线局域网工作委员会来定制无线局域网技术标准。1997年，IEEE802.11工作委员会公布了第一代无线局域网技术标准802.11。它采用的是2.4GHz的ISM频段，最高可以支持2Mbps的数据通信。由于该技术当时局限性，其带宽和有线网络相比差距较大，所以并没有得到发展。1999年时，IEEE802.11工作委员会又公布了802.11 a和802.11b。其中，802.11b继续采用2.4GHz的频段，物理层调制采用补码键控（CCK），可以支持5.5Mbps和11Mbps两种通信速率，在低速率场合和802.11兼容，802.11a工作在5GHz的U-NII频段，物理层调制采用正交频分复用技术（OFDM），最高可以支持54Mbps的传输速率。而后又相继推出了IEEE802.11g。 由于人们对于无线局域网的高速需求不断增加，能够支持54Mbps的IEEE802.11a/g和HiperLAN/2标准一定会成为主流。OFDM调制解调技术同样也会是一大热点研究。 OFDM系统跟传统的单载波的数字通信系统比较起来它的优势就是利用频谱资源更加的充分，它采用了正交的多子路载波并行传输数据，子载波频谱之间允许交叠，大大提高了频率利用率。有着频谱利用率高、成本低等很多优点，OFDM技术越来越受到人们的关注。 1.3 研究背景与意义 随着近几年无线通信系统的飞速发展，系统数据传输速率的不断提高，使得系统能提供语音、图像、互联网应用在内的数据业务，同时也能够实时视频，人们对于无线局域网的需求也是越来越大。无线通信系统虽然在不断提高传输的速率，但是也受到下