创新前沿科技创新与应用TechnologyInnovationandApplication2023年6期典型水声多径信道下CP对OFDM系统性能的影响张雪鸥1，韩东2*（1.92132部队，山东青岛266000；2.海军大连舰艇学院信息系统系，辽宁大连116018）正交频分复用技术（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM）作为一种新型的多载波频分复用（FrequencyDivisionMultiplexing，FDM）技术，因其良好的抗多径效应性能及高频谱利用率等优势，适用于如水声信道等多途效应严重的窄带信道。OFDM抗多径传输的关键在于循环前缀（CyclicPrefix，CP）的设置，其优势在于保持了载波间的正交性。OFDM的思想最早产生于20世纪60年代。1966年，Robert.W.Chang在《OrthogonalFrequencyMultiplexDataTransmissionSystem》一文中首次提出了频谱重叠但无载波间干扰（ICI）的OFDM[1]。1971年，Weinstein和Ebert在此基础上提出使用离散傅里叶变换代替OFDM中的调制解调器，尽管降低了实现的难度，却破坏了子载波间的正交性。1980年，Peled和Ruiz在论文中引入循环前缀的概念，通过OFDM符号的循环扩展来进行循环卷积，解决了子载波间正交性的问题[2]。20世纪80年代以后，随着多芯片模块（Multi-ChipModule，MCM）获得的重大进展及快速傅里叶变换（FFT）技术的发展，OFDM技术进入高速发展的阶段。有关OFDM水声通信的研究也自2005年起在欧美迅速发展，S.Zhou等采用零前缀作为保护间隔，利用导频进行信道估计、重叠相加法简化系统解调和最大比合并进行空间分集。Chitre.M等则研究了编码正交频分复用（COFDM）在浅海水声通信中的性能，以进一步降低信道衰落造成的误码。该领域的研究也从最初零循环前缀正交频分复用（ZP-OFDM）的验证性试验，发展到如今对多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）等极高数据率传输方式的研究[2]。近年来，国内多个科研院所也开展了OFDM在水声通信中的应用研究。由中科院蔡惠智、刘云涛等设计的OFDM系统，在采用16QAM调制技术的条件下，可在6.6km内进行20kbps的数据传输。西北工业大学的摘要：为了完全消除系统中由多径效应带来的干扰，可在符号间设置循环前缀（CP）作为保护间隔（GI）。针对CP消除多径干扰的原理，对典型水声多径信道下设置CP时的OFDM系统性能进行探究。在OFDM系统中采用二进制相移键控（BPSK）调制技术，以误码率和信息传输速率作为系统性能衡量标准，验证了CP降低系统误码率的作用，同时得到信息速率损失与CP长度呈正相关，由仿真结果得出CP对系统可靠性产...
