ofdm關鍵技術及應用

　　摘要：與傳統(tǒng)單載波技術相比，正交頻分復用（OFDM）技術具有頻譜利用率高和抗頻率選擇性衰落能力強等優(yōu)點，是提高系統(tǒng)傳輸速率和可靠性的有效手段，并且隨著對OFDM技術的研究逐漸完善和成熟，OFDM技術已經(jīng)得到廣泛應用。在此主要介紹了OFDM技術原理和關鍵技術，分析了OFDM技術的應用現(xiàn)狀，展望了在下一代移動通信中的應用和研究方向。

　　引言

? ? ? ?OFDM技術的提出已有近40年的歷史，近年來，由于數(shù)字信號（DSP）技術的飛速發(fā)展、傅里葉變換反變換、高速Modem技術等成熟技術的引入，OFDM技術作為可以高效抵抗ISI的多載波傳輸技術才引起了廣泛關注。目前，OFDM技術已經(jīng)成功地被應用在非對稱數(shù)字用戶線（ADSL）、無線本地環(huán)路（WLL）、數(shù)字音頻廣播、高清晰度電視（HDTV）、無線局域網(wǎng)等系統(tǒng)中。隨著人們對通信數(shù)據(jù)化、寬帶化和移動化的需求，人們開始集中精力開發(fā)OFDM技術在移動通信領域的應用，下一代移動通信的主流技術將是OFDM技術。

　　一、OFDM系統(tǒng)原理

　　OFDM是一種多載波傳輸技術，可以看做是傳統(tǒng)頻分復用（FDM）的發(fā)展。在OFDM系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)經(jīng)過串并轉換成N路，在N個子載波上同時傳輸，由此將頻率選擇性信道分割為一系列頻率平坦衰落子信道，符號間干擾（ISI）區(qū)域縮小為原來的1/N。與傳統(tǒng)FDM技術不同的是：傳統(tǒng)FDM系統(tǒng)中的各子信道之間需要保護頻帶，系統(tǒng)的頻譜利用率較低。而OFDM系統(tǒng)中的子載波在時域中相互正交，頻域相互重疊，不同子載波間不再需要保護間隔，最大地提高了系統(tǒng)頻譜效率。

　　圖1為OFDM系統(tǒng)基本模型框圖。在OFDM系統(tǒng)中，首先將高速輸入的串行比特流進行串/并變換，轉換成多路并行的低速數(shù)據(jù)流，然后調制到不同的子載波上進行傳輸。如果有N個子信道，OFDM符號的寬度為T，dii=0，1，N-1）為分配給每個子信道的數(shù)據(jù)符號，fi為第i個子載波的頻率，rect（t）=1,T/2，則從t=ts開始的OFDM符號可以表示為：

　　在同一個OFDM符號內(nèi)，所有子載波都具有相同幅值和相位，并且都包含有整數(shù)倍個周期，而且相鄰子載波之間相差1個周期，從而保證了子載波之間的正交性。

　　在接收端對第j個子載波進行解調時，

　　由式中可以看出，對第j個子載波進行解調可以恢復出期望符號，而對其他子載波來說，由于在積分期間頻率差別i-j/T可以產(chǎn)生整數(shù)倍個周期，所以積分結果為零。