现代移动通信技术的萌芽是在 20 世纪 20 年代,但是直到 70 年代的中期才 开始蓬勃发展起来,1987 年美国贝尔实验室研发出先进的移动电话系统,他建立 了蜂窝移动通信网络,出乎意料的是,这种蜂窝网络极大的提高了系统的容量[2]。 此后蜂窝移动通信网络慢慢成为一种实用的系统,在世界各地迅速发展。
人们日益增长的需求使得蜂窝模拟网络已经不能满足要求,现代移动通信于 二十世纪八十年代中期开始一步步的走向成熟。在 80 年代的中期,欧洲首先提
出了全球移动通信系统(GSM),美国也相继于 20 世纪 90 年代初研发出了窄带 码分多址(CDMA)蜂窝移动通信系统,这件事在移动通信的发展历史上是一件十 分重要的事[3]。自那时以来,新的无线接入技术的码分多址接入在移动通信领域 中的研究已变得越来越重要。
虽然无线通信一直都处于快速发展之中,但是也不可避免的遇到了一些问 题,比如频谱资源十分有限和无线用户数量的急速增加,两者之间的矛盾越来越 突出,同时也出现了频谱资源严重短缺以及通信系统越来越趋于多样化的现象, 由此可见,宽带化和软件化成为未来无线通信发展的必然趋势也是在情理之中的 事。
1。2 OFDM、SDR 的发展和产生的背景
正交频分复用(OFDM)技术和软件无线电(SDR) 技术非常成功的解决了之前 提到的频谱资源短缺以及用户数目大量增加的问题。
OFDM 最早起源于 20 世纪 50 年代中期,实际上到了 1970 年冬天,有关 OFDM 的专利才首次被公开发表[4]。传统的并行数据传输可以避免信道频谱的重叠,但 不能有效地利用频谱资源。为了解决这一问题,上世纪 60 年代提出了两种新的 方法:并行数据传输法和有限差分法。1971 年,Ebert 把 DFT 应用到并行传输系 统中,这样的话直接经过基带处理就可以实现 FDM。OFDM 自 20 世纪 80 年代以来 在音频广播、数字图像广播、无线网络等方面得到了广泛的应用。
软件无线电的概念是在上世纪 90 年代初由美国的科学家 J。 Mitola 第一次 提出来的。软件无线电的产生是二十世纪无线通信领域中一个里程碑式的进步, 它对人们的生活有着巨大的影响。通信技术从固定到移动是第一次,从模拟 到数字是第二次,从硬件到软件是第三次。软件无线电之所以能迅速发 展,有两点原因:一是现实的需求,二是技术的进步。
1。3 国内外研究现状及存在的问题
第二章 基本概念
本章首先简单的描述了一些关于通信系统、软件无线电和频分复用的基本概 念,也介绍了通信系统的组成,同时还介绍了软件无线电和 OFDM 技术的一些基 本结构。
2。1 通信系统
2。1。1 通信系统概述
通信系统(Communication System)是实现信息传输的系统的总称。现代通 信系统主要借助于电磁波传播或者在媒体中传输。在如今这个信息化的时代,信 息和通信已经成为时代发展的命脉,信息只有通过广泛的传输与共享才能产生应 有的价值。作为信息传输的一种手段,随着电子、计算机等行业的发展,通信技 术也在向着数字化、智能化方向飞速发展。由此可以预见,未来的通信技术必将 对人们的生产和生活方式、经济发展、政治、军事等方面产生尤为重大的影响。 2。1。2 通信系统的组成
通信是把信息从发送者传输到收信者的过程,它可以简单抽象的用以下模型 来表示,由图 2-1 可以看出,信源、发送器、信道、接受器和信宿是通信系统的 重要组成部分。