正交频分复用ofdm技术

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1、现代通信技术概论正交频分复用OFDM技术罗胜银201214801146摘要：OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）即正交频分复用，是一种特殊的多载波调制技术。OFDM全称为正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing），是一种新型的高效的多载波调制技术，它能够有效地对抗多径传播，使受到干扰的信号能够可靠地接收。经过几十年的开发之后，OFDM/COFDM不但被广泛地应用于高速数字通信中，而且已扩展到其他领域。关键词：正交频分复用，多载波调制，信噪比，调制

2、映射引言个人通信是人类通信的最高目标，它是用各种可能的网络技术、实现任何人在任何时间、任何地点与任何人进行任何种类的信息交换。这种境界使用户彻底摆脱了终端的束缚。实现这种境界最基本要求就是满足用户的移动性。多载波调制的一种实现方法为正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）技术。在过去的几年中，多载波调制特别是正交频分复用（OFDM）已经被成功的应用于多种数字通信系统中。一、OFDM的特点OFDM全称为正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing），是

3、一种新型的高效的多载波调制技术，它能够有效地对抗多径传播，使受到干扰的信号能够可靠地接收。OFDM技术于三十多年前第一次由Chang提出，但是一个OFDM系统的结构非常复杂，从而限制了其进一步推广。OFDM是多载波数字调制技术，它将数据经编码后调制为射频信号。不像常规的单载波技术，如AM/FM（调幅/调频）在某一时刻只用单一频率发送单一信号，OFDM在经过特别计算的正交频率上同时发送多路高速信号。这一结果就如同在噪声和其它干扰中突发通信一样有效利用带宽。　　传统的FDM（频分复用）理论将带宽分成几个子信道，中间用保护频带来降低干扰，它们同时发送数据。

4、例如：有线电视系统和模拟无线广播等，接收机必须调谐到相应的台站。OFDM系统比传统的FDM系统要求的带宽要少得多。由于使用无干扰正交载波技术，单个载波间无需保护频带。这样使得可用频谱的使用效率更高。另外，OFDM技术可动态分配在子信道上的数据。为获得最大的数据吞吐量，多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声小的子信道上。　　现代单载波调制方式如积分幅度调制（QAM）或积分移相键控调制（QPSK），结合了基本的调幅、调频、调相技术来提供更高的噪声抑制和更好的系统吞吐量。利用增加的复杂调制技术要求有高性能的数字逻辑，但也允许系统构造者获得更高的信噪比和

5、接近先农限制的频谱有效性。　　二、OFDM结构现代通信技术概论　　OFDM结构可根据OFDM数据处理流程分为发送部分的前向纠错编码器、交错器、星座图映射、串并转换器及接收部分的反向快速富里叶变换器、并串转换器、循环前缀插入、整形有限激励响应过滤器、数模转换等模块。　　OFDM调制采用信道编码来抑制多径效应，数据符号映射到一个相应的星座图上(如同QPSK，QAM)，结果I和Q值存储在缓冲中，并应用了快速富里叶反变换(IFFT)。IFFT在正交载波上进行调制。数据被准备发送并被串行化另外为抵抗多径效应加上一个循环前缀。经过处理的信号被送到天线上被发送出去

6、。在同一种信道下可以将这种并行传输技术与单载波高速率的串行传输技术进行比较。对于并行系统如果直接采用多对发射机和接收机来构成，与单载波系统相比，其实现起来的代价当然更高。并行系统中每一个子信道将传输低速率的信息流，速率由子信道的带宽决定。所有子信道的信息率之和一般小于在与并行系统相同的带宽下采用单载波串行传输方案的信息率，这是由于在并行系统子载波之间存在一些保护间隔。但在另一方面，单载波系统更容易产生符号间串扰。这是由于串行高速率传输的每个信息码元的周期短，占用带宽较宽，并行传输的每个子信道上码元周期长，占用带宽窄，从而串行高速率传输容易引入更大的失

7、真。在均衡技术产生之前，虽然需要更高的造价以及它的频带利用率低，但并行传输技术是在色散信道上实现高速率传输的有效方法。并行传输技术的一种额外的优点是它能抵抗多种形式的脉冲噪声。三、OFDM原理在传统的并行传输系统中，整个带宽经分割后被送到子信道中，并且频带没有重叠，但是其最大的缺点是频谱利用率很低，造成频谱浪费。所以，人们提出了频谱可以重叠的多载波系统。在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，于是它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。在分析OFDM的性能之前，我们有必要从多载波调制（Multi-Carri

8、erModulation，MCM）和并行传输的角度去分析这种调制的基本性能。其基本概念是将高速率的信息数据流