OFDM+背景+概念+原理+应用

1、OFDM的背景、概念、原理及应用江雪、何璐、张蓉、李小娅1OFDM 背景单载波调制:ASK PSK FSK QAM多载波调制 优点：抗多径干扰和频率选择性衰落强 抗脉冲干扰能力强于单载波系统 采用动态分配技术，可使得系统达到最大比特率。子载波设置方案：1、传统的频分复用方案2、偏置QAM方案3、OFDM正交频分复用方案2OFDM要求各子载波相互正交。OFDM信号由N个信号叠加而成，每个信号频谱为Sa(wTs/2)函数（中心频率为子载波频率），相邻信号频谱之间有1/2重叠，OFDM频谱利用率提高了近一倍。OFDM是一种高效的调制技术，适合在多径传播和多普勒频移的无线信道中传输高速数据，它具有将强

2、的抗多径传播和频率选择性衰落的能力以及较高的频谱利用率。旁瓣功率，OFDM频谱宽度为B=(N+1)/Ts3 因此，人们对OFDM早在20世纪50-60年代就已经有所研究。早期它主要应用于军用无线高频通信系统中，但是由于其实现的复杂性限制了它的进一步应用。直到20世纪80年代，人们提出采用离散傅里叶变换来实现多个载波的调制，简化了系统结构，才使得OFDM技术有了更进一步的发展和应用。 由于技术的可实现性，在二十世纪90年代，OFDM广泛用干各种数字传输和通信中，如移动无线FM信道，高比特率数字用户线系统(HDSL)，不对称数字用户线系统(ADSL)，甚高比特率数字用户线系统HDSI，数字音频广播

3、(DAB)系统，数字视频广播(DVB)和HDTV地面传播系统。4OFDM 概念正交频分复用，英文原称Orthogonal Frequency Division Multiplexing，缩写为OFDM，实际上是MCM Multi-CarrierModulation多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰 ICI 。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的衰落可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。56 调制时

4、，将高速数据信号转换成低速子数据流，并行在每个子信道上进行传输。解调OFDM符号的过程中，因为是正交信号，所以每个子信道符号可以从多个互不重叠的子信道符号频谱中提取，减少了子信道之间的相互干扰ICI（Inter-Channel Interference）。当每个子信道上的信号带宽比信道的相关带宽小时，可视为平坦性衰落，能消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。7 输入高速串行数据码元并行数据序列分别调制在N个正交子载波上 每个子载波在一个OFDM符号周期T内都包含整数倍个载波周期8OFDM 应用1、基于 OFDM 的多址技术除了可以作为一种调制

5、方法，OFDM 技术还易于与多种多址技术结合，允许多个用户同时共享有限的无线频谱，获得较高的系统容量。类似于单载波系统，基于 OFDM 技术的多载波系统可以与 TDMA、FDMA 技术结合形成 OFDM-TDMA 和OFDM-FDMA 多址接入方案。此外，OFDM 还可以与 CDMA 技术相结合，结合后主要产生两大类多址接入方案：在时域上对数据进行扩频，主要有多载波 DS-CDMA（MC/DA-CDMA）和多音调 CDMA（MT-CDMA）两种形式；在频域上对数据进行扩频，即 MC-CDMA9OFDM 应用2、MIMO-OFDM 系统随着无线通信技术的快速发展，无线资源使用逐渐趋于饱和，频谱资源稀缺问题尤为严重。早期的单输入单输出（SISO）系统在信道容量上具有一个通信上不可突破的瓶颈Shannon 限制，其频谱利用率早已不能满足人们的需求。多输入多输出技术（MIMO）在收发两端同时采用阵列天线系统，使得系统能在不增加额外频谱代宽的前提下，有效地提高信道容量，并且充分利用信号的所有空时频域的特性。10作为未来移动通信发展的基石，OFDM技术与MIMO技术相结合，既可以使系统达到很