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电子科技大学常征论文

发布时间:2023-12-11 18:11

电子科技大学常征论文

  步进电机作为执行元件, 是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。我为大家整理的电机控制技术论文,希望你们喜欢。
  电机控制技术论文篇一
  步进电机控制系统

  摘要:步进电机作为执行元件, 是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展, 步进电机的需求量与日俱增, 在各个国民经济领域都有应用。

  关键词:步进电机;执行元件;计算机;发展

  1步进电机原理及特征

  1.1步进电机的目前发展情况

  步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号, 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”), 它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量, 从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度, 从而达到调速的目的。在非超载的情况下, 电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数, 而不受负载变化的影响, 即给电机加一个脉冲信号, 电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在, 加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域使用步进电机进行控制变得非常简单。步进电机可以作为一种控制用的特种电机, 利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。

  1.2步进电机的特点

  1.步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电, 而是按一定的规律轮流通电。 2.每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。 3.步进电机可以按特定指令进行角度控制, 也可以进行速度控制。角度控制时, 每输入一个脉冲, 定子绕组就换接一次, 输出轴就转过一个角度, 其步数与脉冲数一致, 输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时, 步进电机绕组中送入的是连续脉冲, 各相绕组不断地轮流通电, 步进电机连续动转, 它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序, 即改变定子磁场旋转方向, 就可以控制电机正转或是反转。

  1.3步进电机的一些典型运用场合

  ①步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。

  ②广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。

  ③步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。

  目前用于电脑绣花机的步进电机多数为三相混合式步进电机,并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。

  1.4 步进电机的运转原理及结构

  步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。

  在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。

  1.5 旋转

  如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力,以下均同)。如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。 如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て。

  这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。

  2电路设计分析

  2.1 8253及8255驱动步进电机电路

  ①按图连接线路,利用8255 输出脉冲序列,开关K0~K6 控制步进电机转速,K7控制步进电机转向。8255 CS 接288H~28FH。PA0~PA3 接BA~BD;PC0~PC7 接K0~K7。

  ②编程:当K0~K6 中某一开关为“1”(向上拨)时步进电机启动,并且电机转动速度大小不同。K7 向上打电机正转,向下打电机反转。

  2.2实验重要参数计算

  由实际测试得,stepcount步数设定为约59步时。步进电机转动一圈。

  由实验要求:先顺时针,每分钟6圈,转十分钟。约得stepcount=59*6*10=3540。

  停止三秒:8086机器周期为1/5MHz.3s=1/5MHz*15*exp6即15M个机器周期的指令。

  后逆时针,每分钟30圈,转十分钟。约得stepcount=59*30*10=17700。

  2.3 实际问题及解决方法

  ①硬件连接及软件程序不够熟练,经多方面查资料,翻阅书籍,确定设计方案及硬件软件的具体设计内容。

  ②键盘及LED显示的控制不够理想,经程序的细心解读,最终达到了设计的目的。按10号键显示0。。。0030,按12号键显示1。。。0006,按14号键启动运行,按15号键停止运行。   ③转速控制,开始不够精确。经反复测试,最终确定为59步每圈。并计算出6R/MIN,30R/MIN的设定步数。

  3总结体会

  首先,利用星研集成环境软件编辑并运行程序,在STAR ES598PCI实验仪上调试实验结果,分析实验程序及硬件电路;然后,在利用原有源程序进行实验时,电机的转速控制不是很明显,这就要求修改控制步速Takesetpcount的数值,及8253的分频数,以使电机转速达到6r/min和30r/min。其次,调节8259控制键盘及显示,最终达到实时显示转速及转动方向,并用键盘控制其启动与停止。由于步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的,步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比,每给一个脉冲,步进电机就转动一个角度(步距角)或前进/倒退一步,所以希望清晰的看到电机的此特性。我们通过设定步速及转速,此时可以观测到电机的步进及转动一圈的步数。

  参考文献

  【1】王忠民,等。微型计算机原理(第二版)。西安:西安电子科技大学出版社,2007

  【2】江晓安,董秀峰。模拟电子技术(第三版)。西安:西安电子科技大学出版社,2009

  【3】李全利。单片机原理及接口技术。北京:高等教育出版社,2010

  步进电机控制系统

  韩 浩

  (西安文理学院物理与机械电子工程系 陕西西安 710000)

  摘要:步进电机作为执行元件, 是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展, 步进电机的需求量与日俱增, 在各个国民经济领域都有应用。

  关键词:步进电机;执行元件;计算机;发展

  1步进电机原理及特征

  1.1步进电机的目前发展情况

  步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号, 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”), 它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量, 从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度, 从而达到调速的目的。在非超载的情况下, 电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数, 而不受负载变化的影响, 即给电机加一个脉冲信号, 电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在, 加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域使用步进电机进行控制变得非常简单。步进电机可以作为一种控制用的特种电机, 利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。

  1.2步进电机的特点

  1.步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电, 而是按一定的规律轮流通电。 2.每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。 3.步进电机可以按特定指令进行角度控制, 也可以进行速度控制。角度控制时, 每输入一个脉冲, 定子绕组就换接一次, 输出轴就转过一个角度, 其步数与脉冲数一致, 输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时, 步进电机绕组中送入的是连续脉冲, 各相绕组不断地轮流通电, 步进电机连续动转, 它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序, 即改变定子磁场旋转方向, 就可以控制电机正转或是反转。

  1.3步进电机的一些典型运用场合

  ①步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。

  ②广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。

  ③步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。

  目前用于电脑绣花机的步进电机多数为三相混合式步进电机,并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。

  1.4 步进电机的运转原理及结构

  步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。

  在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。

  1.5 旋转

  如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力,以下均同)。如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。 如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て。

  这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。   2电路设计分析

  2.1 8253及8255驱动步进电机电路

  ①按图连接线路,利用8255 输出脉冲序列,开关K0~K6 控制步进电机转速,K7控制步进电机转向。8255 CS 接288H~28FH。PA0~PA3 接BA~BD;PC0~PC7 接K0~K7。

  ②编程:当K0~K6 中某一开关为“1”(向上拨)时步进电机启动,并且电机转动速度大小不同。K7 向上打电机正转,向下打电机反转。

  2.2实验重要参数计算

  由实际测试得,stepcount步数设定为约59步时。步进电机转动一圈。

  由实验要求:先顺时针,每分钟6圈,转十分钟。约得stepcount=59*6*10=3540。

  停止三秒:8086机器周期为1/5MHz.3s=1/5MHz*15*exp6即15M个机器周期的指令。

  后逆时针,每分钟30圈,转十分钟。约得stepcount=59*30*10=17700。

  2.3 实际问题及解决方法

  ①硬件连接及软件程序不够熟练,经多方面查资料,翻阅书籍,确定设计方案及硬件软件的具体设计内容。

  ②键盘及LED显示的控制不够理想,经程序的细心解读,最终达到了设计的目的。按10号键显示0。。。0030,按12号键显示1。。。0006,按14号键启动运行,按15号键停止运行。

  ③转速控制,开始不够精确。经反复测试,最终确定为59步每圈。并计算出6R/MIN,30R/MIN的设定步数。

  3总结体会

  首先,利用星研集成环境软件编辑并运行程序,在STAR ES598PCI实验仪上调试实验结果,分析实验程序及硬件电路;然后,在利用原有源程序进行实验时,电机的转速控制不是很明显,这就要求修改控制步速Takesetpcount的数值,及8253的分频数,以使电机转速达到6r/min和30r/min。其次,调节8259控制键盘及显示,最终达到实时显示转速及转动方向,并用键盘控制其启动与停止。由于步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的,步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比,每给一个脉冲,步进电机就转动一个角度(步距角)或前进/倒退一步,所以希望清晰的看到电机的此特性。我们通过设定步速及转速,此时可以观测到电机的步进及转动一圈的步数。

  参考文献

  【1】王忠民,等。微型计算机原理(第二版)。西安:西安电子科技大学出版社,2007

  【2】江晓安,董秀峰。模拟电子技术(第三版)。西安:西安电子科技大学出版社,2009

  【3】李全利。单片机原理及接口技术。北京:高等教育出版社,2010
  电机控制技术论文篇二
  步进电机的加减速控制

  [摘 要]本文详细分析了步进电机及其工作原理,并基于MCS-51系列单片机设计步进电机的数字控制系统。在设计中加入了步进电机的细分技术和恒频脉宽调制技术。结合脉冲分配器的使用,开发了简单的细分驱动控制电路。

  [关键词]步进电机;单片机;细分控制

  中图分类号:F140 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0038-01

  一、引言

  随着科学技术的发展和微电子控制技术的应用,步进电机作为一种可以精确控制的电机,广泛应用在高精密加工机床,微型机器人控制,航天卫星等高科技领域。

  二、 步进电机的原理

  步进电机是一种控制用的特种电机,它无法像传统电机那样直接通过输入交流或直流电流使其运行,而是需要输入脉冲电流来控制电机的转动,所以步进电机又称为脉冲电机。其功能是将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移,即给一个脉冲电信号,电机就转动一个角度或前进一步。按励磁方式可以分为反应式、永磁式和混合式三种类型,本设计中选用的是反应式步进电机,其结构如图1所示。

  这是一台四相反应式步进电机的典型结构。共有4套定子控制绕组,绕在径向相对的两个磁极上的一套绕组为一相,也就是说定子上两个相对的大齿就是一个相,电机按照A―B―C―D―A……的顺序不断接通和断开控制绕组,转子就会一步一步的连续转动。其转速取决与各控制绕组通电和断电的频率,即输入的脉冲频率。旋转的方向则取决与各控制绕组轮流通电的顺序。

  三、步进电机的驱动控制

  步进电机不能直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专门的步进电机驱动控制器。步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能,不仅取决于步进电机自身的性能,也取决于步进电机驱动器的优劣。

  步进电机的驱动方式有很多种,包括单电压驱动、双电压驱动、斩波驱动、细分驱动、集成电路驱动和双极性驱动。本设计选用的是恒频脉宽调制细分驱动控制方式,这是在斩波恒流驱动的基础上的进一步改进,既可以使细分后的步距角均匀一致,又可以避免复杂的计算。

  四、恒频脉宽调制细分电路的设计

  1、脉冲分配的实现

  在步进电机的单片机控制中,控制信号由单片机产生。它的通电换相顺序严格按照步进电机的工作方式进行。通常我们把通电换相这一过程称为脉冲分配。本设计中选用8713脉冲分配器芯片来进行通电换相控制。

  2、系统控制电路设计

  步进电机控制系统主电路设计如图2所示。

  从上图可以看出,8713脉冲分配器的5、6、7引脚均接高电平,所以这是一个控制四相步进电机按四相八拍运行的控制电路。8751单片机的P1.0和P1.1端口分别与8713脉冲分配器的3引脚和4引脚相连。由8751单片机的P1.0端提供步进脉冲,P1.1端则控制步进电机的转向,输出高电平,步进电机正传;输出低电平,步进电机反转。单片机依然是控制的主体,它通过定时器T0输出20kHz的方波,送D触发器,作为恒频信号。同时,由8713脉冲分配器的脉冲输出端输出的方波脉冲信号作为控制信号,它的方波电压的每一次变化,都使转子转动一步。

  当8713脉冲分配器的脉冲输出端输出的方波脉冲信号Ua不变时,恒频信号CLK的上升沿使D触发器输出Ub高电平,使开关管T1、T2导通,绕组中的电流上升,采样电阻上R2上压降增加。当这个压降大于Ua时,比较器输出低电平,使D触发器输出Ub低电平,T1、T2截止,绕组的电流下降。这使得R2上的压降小于Ua,比较器输出高电平,使D触发器输出高电平,T1、T2导通,绕组中的电流重新上升。这样的过程反复进行,使绕组电流的波顶呈锯齿形。因为CLK的频率较高,锯齿形波纹会很小。

  当Ua上升突变时,采样电阻上的压降小于Ua,电流有较长的上升时间,电流幅值大幅增长,上升了一个阶段,但由于这里输出的是方波信号而不是阶梯信号,所以只有一个上升阶段,也就是说这个“阶梯信号”只包含了一个阶,并没有把每一步细分成许多步,而是令输出脉冲信号上升和下降的坡度变大,使原本的方波输出变的圆滑,实现了控制信号类似梯形的平滑处理,如图3所示。

  同样,当Ua下降突变时,采样电阻上的压降有较长时间大于Ua,比较器输出低电平,CLK的上升沿即使会让D触发器输出1也马上清零。电源始终被切断,使电流幅值大幅下降,降到新的阶段为止。

  以上过程重复进行。Ua每一次变化,就会使转子转过一个细分步。

  在这个电路中有一个最突出的特点,那就是用8713脉冲分配器所输出的脉冲信号取代了典型恒频脉宽细分电路中D/A转换器所提供的阶梯控制信号。这样的设计极大的简化了电路,并且降低了脉冲分配的控制难度。虽然用方波信号取代了阶梯波信号,使得单一相运行时的细分程度有所降低,但是由于步进电机的四相绕组是同进进行工作的,所以也可以达到了步进电机细分驱动控制的目的。

  六、结束语

  当前,步进电机的应用正不断深入到日常生活和工业制造的各个方面,并且国内外对步进电机及其控制技术的研究也在不断的进步。这些知识的掌握在今后的工作和生活之中将会起到非常积极的影响。

  参考文献

  [1] 吴守箴,臧英杰等.电气传动的脉宽调制控制技术[M].北京: 机械工业出版社,2002.

  [2] 王晓明.电机的单片机控制[M].北京航空航天大学出版社,2002.

  [3] 李建忠主编.单片机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2008.

  [4] 李仁定主编.电机的微机控制[M].北京:机械工业出版社,2004.

  [5] 黄勇,廖宇,高林.基于单片机的步进电机运动控制系统设计[J].电子测量技术,2008,31(5):150-154.

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正交频分复用OFDM技术的解决途径

正交频分复用(OFDM)技术的解决途径

一、OFDM的简单介绍

OFDM是正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的缩写,OFDM是基于多路载波的新型信号调制传输技术,具体是将信号数据分解成多个相互独立的子信号流,各子信号流将以相对低很多的流量传输,多个子信号流以较低流量并行传输是OFDM的典型特征,相对于传统的单载波系统,多载波模式可以大幅度扩展信道容量。上世纪60年代,关于多载波调制传输技术的理论工作就已经展开,通信技术专家论证了尽管多载波传输存在信号干扰,但仍可大幅度优化信息传输系统的性能。七零年代初,OFDM首次被已专利形式确定下来,1971年Weinstein和Ebert采用离散傅氏变换实现了多载波调制,该方法发表在了IEEE杂志上,之后的十多年内,虽然人们深入研究了如何在移动通信领域运用多载波调制技术,但由于当时数字信号处理技术及高效信号调制技术没有跟上,多载波传输技术并没有被广泛应用。这一情况直到上世纪九十年代才被改观,从此OFDM技术受到重视并被广泛应用开来。

OFDM技术相对于传统的单载波系统,虽然有效地扩展了信道容量,但多径传播各路信号难以事先关联,不可避免出现子信道信号相互干扰,如何消除各种干扰称为噪音降解。

二、噪信降解准备之离散多音频(DMT)技术

OFDM最先采用频率不同的子路载波传输单个高容量信息流,而不是分别用各路径传输相异子信息流,那种情况下,发射端采用并行发射,单一信道内可将此种并行发射传送技术与单载波高容量串行传送进行比较,若简单借助多组发射机和接收机来实现,成本会非常高,后来人们实现了将9点的QAM调制技术应用于多载波调制系统上,接收端使用子信道相关性检测,子载波间的频率间距取决于码元编解速率,使频谱利用率达到了优化。

离散傅氏变换技术是将输入信号分组,使各组数据包含n个复数码元,每组的一个复数码元占用一个子信道,接收端先对输入信号取样,然后对每组数据实施离散傅里叶变换,复原原信号。这种模式的OFDM称为DMT,即离散多音频,DMT技术主要优势是基于FFT算法的优越性,理论上讲,n码元FFT仅耗用 nlogn次乘法运算,直接采用DFT所需的运算为n2量级。

近20年来,OFDM技术,特别是DMT技术,已经被广泛运用到各种通信技术中,如今,DMT已被用作ADSL的标准技术。

三、多载波信道噪音降解

OFDM技术配合适当的编码技术及交织技术,可有效抵抗无线信道的干扰,在无线通信高速传输技术中,频率响应曲线一般不是平坦的,OFDM的主要想法是将给定信道在频域内分解成相互正交的子信道,每个子信道用一个子载波调制,各子载波并行传输。即使总信道不是平坦的,但能保证每个子信道的相对平坦性,由于子信道窄带传输,信号带宽显著小于信道带宽,大大消除了子信号间的干扰。

将高速率、高容量的数据流分解为多子路径低速率、低容量数据流,各子信号流数据采用相互独立调制并迭加在一起构成发送信号,由于信道速率及容量降低,同时码元周期增大,多径干扰将较少地遗传到下一码元,这样就降低了多径时延在信号码元中所占百分比,削弱了多径干扰对信号传输系统的影响。实验显示,依据 802.11a标准指定的编码交织工序以及对应的解码解交织工序,完全恢复了原来的信息信号。下图是示波器所显示的双探头观测结果,比较两路波形,信号在灵敏度内不见有差异。

要加快OFDM功率谱带之外的部分下降速度,需对OFDM符号实施加窗处理,加窗处理可以使周期边缘幅度渐变至零,升余弦窗函数表示为式(1):

(1)Ts指加窗前的`符号长度,β为滚降因子,(1+β)Ts指加窗后的符号长度。

下面的式(2)常用来刻画OFDM之输出信号的等效

由式(2)所刻画的OFDM信号有一个缺点:功率谱带外干扰衰减速度太慢,虽然增加子载波数可加快功率谱带外干扰衰减速度,但若不采用加窗技术,效果仍不够理想。

实际通信过程中,加窗过程如下:

(1)在n数字调制好的信号符后面补零,形成n个输入样本值序列。

(2)对样本值序列实施IFFT运算,将输出信号最后的前缀分别植入对应的OFDM符号之前,再将IFFT输出信号最前面Tpostfix样值植入到OFDM符号之后。

(3)将OFDM符号与式子(1)定义的升余弦窗函数棕(t)时域相乘。

(4)将经加窗后的OFDM符延时Ts,与前一个经加窗后的OFDM符号相加,相邻的两个OFDM符号之间会存在宽带为βTs的重叠区。

多载波调制(MCM)技术是将具有某一带宽的非线性信道分解为N个近似子信道,每个子信道是近似线性的,每个子信道以低速码(1/N码元速率)进行数据传输,低速率传输数据码元周期长,只要时延值与码元周期的比值小于某一定值,符间串扰就不会明显。本质上讲,MCM对信道的时延扩散不敏感,用MCM即使不采用均衡器也可获得较好的性能。

由香农公式可知,子信道频率响应为近似线性信道时,信道容量几乎达到最大值。每个子信道中,发射功率谱密度可依据信道特性决定,各信道独立编码,再采用适应于该子信道映射模式实现信号传输———信噪比较高时采用MQAM映射模式,信噪比较低时采用BPSK或QPSK的映射模式。另外,频率间距Δf足够小时,C(f)几乎为常数,接收端不必要采用均衡算法补偿,此时符间串扰已经可以忽略。

参考文献

[1] Sunborg J. Universal Personal Telecommunication(UPT),“Concept and Standardisation.”,Erisson Review, 1993, p.70-74

[2] John G. Proakis.,张宗橙,郑宝玉译. Digital Communication (Third Editon)[M].电子工业出版社,1999,2.,p.552-560

[3]姜丹.信息论与编码[M].中国科学技术大学出版社,2001,pp.125-130

[4]吕浚哲. OFDM的信道均衡技术[D].西安电子科技大学硕士学位论文,2001.1

[5]王有政.无线局域网和个人通信系统.微波与数字通信国家重点实验室. 2001.10

[6] Jim Geier,“Wireless LANs: Implementing Interoperable Networks”人民邮电出版社&Macmillan Technical Publishing,2001.4,pp.107-126

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