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基于0FDM和MIM0的HSOPA技术( 二 )

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3、HSOPA中的两种要害技术
3.1 HSOPA中的OFDM技术
在过去几年中，OFDM已经成功的用于各种有线、无线系统中，尤其是在无线局域网方面，人们对OFDM技术有着浓厚的爱好 。在目前的许多无线应用中，例如数字音频广播（DAB，DigitalAudioBroadcast）、数字视频广播（DVB，DigitalVideo Broadcast）、WLAN（IEEE802.11a和IEEE802.11g）以及WiMAX（IEEE802.16）都使用了OFDM技术 。在有线系统比如异步数字用户线（ADSL，Asynchronous Digital Subscriber Loop）也使用了OFDM技术 。

;OFDM是一种调制接入技术，因此对于存在多径传播的无线环境，它能够很好地反抗多径衰落，从而无需复杂的均衡技术 。对于传统的调制方式而言，由于多径衰落的存在，通常其性能都要低于其理论性能 。对于窄带信号而言，它必然引起符号间的干扰，从而造成信号的畸变 。此时通常需要采用均衡技术才能解决 。对于宽带系统而言，宽待系统可以通过RAKE技术将多径信号加以接收合并，从而消除多径衰落 。
OFDM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大多是非平坦的，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，尽管总的信道是非平坦的，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，因此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，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 。
OFDM信号处理比较简单，它使用了两种众所周知的数字信号处理技术：快速反傅立叶变换（IFFT，InverseFastFourierTransform）和快速傅立叶变换（FFT，Fast Fourier Transform） 。其调制过程如图1所示 。
图1 OFDM信号调制过程
在OFDM处理的发射侧，首先将原始数据进行信道编码以克服信道的随机差错，随后进行数据交织，这样可以解决信道的突发差错 。随后将数据比特映射成符号，可以进行四进制移相监控（QPSK，QuaternaryPhaseShiftKeying）映射，也可以是正交幅度调制（QAM，Quadrature Amplitude Modulation）映射 。然后进行串并变化，并进行快速反傅立叶变换，以形成多个正交的子载波 。为了克服多径衰落所引起的符号间干扰，在符号的末尾要插入保护间隔 。在接收侧首先将符号保护间隔删除 。然后进行快速傅立叶变换解调出各个子载波的数据，然后进行并串变换、去交织、译码以恢复初始的数据 。
OFDM另外一个优点就是在频域的扩展比较简单，只需要简单的调整子载波的数目就行 。比如对于WCDMA的5M带宽，可以采用1024个子载波 。当然，OFDM技术也存在一些需要克服的问题 。比如其面临的第一个挑战就是较高的峰均比（PAPR，Peak-to-AveragePowerRatio） 。过高的PAPR将增加对射频原件线性的要求，尤其是增加了对功放的要求 。因此假如不对PAPR进行适当的处理，那么放大器的功率效率将下降，这无疑将影响到终端的大小和电池的寿命 。目前，学者们在这个方面已经提出了多种方案 。其中的一种比较重要的方法就是利用数字信号处理和编码技术加以解决 。OFDM面临的第二个问题就是它对频偏十分敏感，因此对晶振的要求非常高 。
3.2 HSOPA中的MIMO技术
在OFDM系统中虽然多个子载波相互正交，提高了系统的频谱效率 。但是，由于在每个符号的末尾插入了循环保护间隔所以在一定程度上又降低了传输效率 。
由于MIMO（MultipleInputMultipleOutput）系统可以提高无线系统的系统容量和系统的可靠性，所以该技术得到了越来越多的关注，其中的一些要害技术已经被写入了一些无线通信的标准中 。

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