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正交频分复用 1.1 正交频分复用（OFDM）是在多个载波频率的编码数字数据的方法。OFDM已经发展成为一种流行的方式为宽带 数字通信，无论是无线或以上的铜导线，在应用，如数字电视和音频广播，使用的DSL 上网，无线网络，电力线网络和4G移动通信。OFDM是基本相同的编码OFDM（COFDM）和离散多音调制（DMT），并且是一个频分复用作为数字多载波（FDM）方式的调制方法。“编码”这个词来自于使用的前向纠错（FEC）。有大量紧密间隔的正交 副载波信号被用于执行数据在几个并行数据流或信道。每个子载波进行调制用常规的调制方案（如正交幅度调制或相移键控以低）的符号率，保持总的数据速率类似于传统的单载波在相同的带宽的调制方案。OFDM技术比单载波方式的主要优点是它能够应对严峻的能力信道条件（例如，衰减的高频在长铜线，窄带干扰和频率选择性衰落是由于多径）而无需复杂的均衡滤波器。信道均衡被简化，因为OFDM可以被看作使用许多缓慢调制的窄带信号，而不是一个快速调制的宽带信号。低符号率使得使用的保护间隔实惠的码元之间，从而可以消除码间干扰（ISI）和利用回波和时间扩展（在模拟电视这些是作为可见重影和模糊，分别）实现了多样性增益，即一个信号噪声比的改善。这种机制还便于设计单频网络（单频网络），其中，多个相邻的发射机同时发送相同的信号在相同的频率，从多个远程发射机的信号可以被建设性地结合，而不是作为干扰通常会出现在传统的单载波系统。2.1优势总结高频谱效率相对于其他双边带调制方案，扩频等。可以很容易地适应恶劣的信道条件，没有复杂的时域均衡。鲁棒针对窄带共信道干扰。鲁棒针对符号间干扰（ISI）和衰落引起的多径传播。高效的执行使用快速傅里叶变换（FFT）。低灵敏度的时间同步误差。不是必需的（不像常规调谐子信道接收器的过滤器的FDM）。有利于单频网（单频网），也就是说，发射器宏分集。2.2缺点概要敏感的多普勒频移。敏感的频率同步的问题。高的峰值对平均值功率比（PAPR），要求线性发射器电路，其遭受差的功率效率。效率损失所造成的循环前缀 / 保护间隔。3.1从概念上讲，OFDM是一种专门的FDM中，附加约束是：所有的载波信号是相互正交的。在OFDM中，子载波频率被选择成使得该子载波是正交的对方，即串扰的子信道之间消除和载波间的保护带不是必需的。这极大地简化了的设计发送器和接收器 ;不像传统的FDM，不需要为每个子信道一个单独的过滤器。的正交性需要的子载波间隔是赫兹，其中 秒是有用符号持续时间（在接收侧窗口的大小），并且是一个正整数，通常等于1。因此，与子载波的总通带带宽将乙 f（赫兹）。 scriptstyle 三角洲f ，= ，压裂k的T_U的正交性也允许高的频谱效率，总符号率接近奈奎斯特速率为等价基带信号（即接近一半的奈奎斯特速率为双面带物理通带信号）。几乎占据了整个可用频带可以利用。OFDM通常具有接近“白色”的频谱，给它良性电磁干扰特性相对于其他的同信道用户。一个简单的例子：一个有用符号持续时间 = 1毫秒，需要的子载波间隔 scriptstyle 三角洲f ，= ，压裂1 1 ， mathrm MS ，= 1 ， mathrm 千赫。的正交性（或说的整数倍） = 1,000子载波将导致总通带带宽 F= 1兆赫。对于这个符号时间，根据奈奎斯特理论中所需要的带宽为N / 2 = 0.5兆赫（即一半我们的方案所需要的带宽来实现的）。如果保护间隔应用，奈奎斯特带宽要求会更低。在FFT将导致 =每个符号的1000个样本。如果没有保护间隔施加，这将导致在基带复值信号在1 MHz的采样速率，这将根据奈奎斯特要求的0.5兆赫的基带带宽。然而，在通带的RF信号由基带信号与一个载波波形（即，双边带正交幅度调制），导致1 MHz的通带带宽相乘产生的。甲单边带（SSB）或残留边带（VSB）调制方案将实现几乎一半的带宽相同的符号率（即两倍高的频谱效率为相同的符号字母表的长度）。然而要多径干扰更敏感。OFDM需要在接收器和发射器之间非常精确的频率同步;与频偏的子载波将不再正交，从而导致载波间干扰（ICI）（子载波之间即串扰）。频率偏移通常是由不匹配的发射器和接收器振荡器引起的，或由多普勒频移，由于移动。而多普勒单独移用于由接收器可被补偿，当结合的情况变差的多径，如反射会出现在不同的频率偏移，这是更难校正。这种效果通常恶化随着速度的增加，并限制在高速行驶的车辆中使用OFDM的一个重要因素。为了减轻ICI在这样的情况下，可以形成每个子载波，以减少造成了非正交的子载波重叠的干扰。例如，低复杂度的方案被称为WCP-OFDM（加权循环前缀正交频分复用）是由在为了执行一个潜在的非矩形脉冲整形和利用每个子载波均衡的单抽头近乎完美的重建采用短滤波器在发射机输出。其他的ICI抑制技术通常大大增加了接收机的复杂性。OFDM是不变地配合使用的信道编码（前向纠错），并且几乎总是使用频率和/或时间交 织。频率（子载波）的交织增加抵抗频率选择性信道条件，例如衰落。例如，当信道带宽的部分变淡，频率交织，确保了位错误，会导致在该带宽的褪色部分的子载波散布在比特流中，而不是集中。同样，时间交 织确保那些原本并拢的比特流的比特传输相距甚远的时间，从而减轻对严重的衰落是在高速行驶时会发生什么。然而，时间交织是没有什么好处的慢衰落信道，如固定接收和频率交织提供了几乎没有任何好处窄带信道，从遭受平坦衰落（其中整个信道带宽消失在同一时间）。为什么交织被用在OFDM的原因是为了试图传播错误出呈现给纠错解码器，比特流中，因为当这样的解码器都带有高浓度的误差的解码器无法纠正所有的误码和一阵未更正的错误的发生。音频数据编码一个类似的设计，使光盘（CD）播放强劲。一个经典的类型与基于OFDM的系统中使用的纠错编码方法是卷积编码，经常串连与里德-所罗门编码。通常，额外的交织（上的时间和上述频率交织顶部）中编码的两层之间被实现。对Reed-Solomon编码的外部误差校正代码的选择是根据所采用的内卷积解码的维特比译码器产生的短脉冲串差错时，有高浓度的误差，以及Reed-Solomon编码本身是非常适合的观察要纠正错误的阵阵。较新的系统，但是，通常采用现在接近最优类型的使用turbo解码原理的纠错码，其中，解码器遍历朝着所期望的解决方案。这样的纠