OFDM技術(shù)簡(jiǎn)介

　　OFDM（正交頻分復用）是一種無(wú)線(xiàn)環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，適合在多徑傳播和多普勒頻移的無(wú)線(xiàn)移動(dòng)信道中傳輸高速數據。它能有效對抗多徑效應，消除符號間干擾，對抗頻率選擇性衰落，而且信道利用率高。OFDM技術(shù)先后被歐洲數字音頻廣播（DAB）、歐洲數字視頻廣播（DVB）、IEEE802.11無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)等系統采用。

　　OFDM是一種高效的數據傳輸方式，其基本思想是在頻域內將給定信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調制，并且各子載波并行傳輸。這樣，盡管總的信道是非平坦的，具有頻率選擇性，但是每個(gè)子信道是相對平坦的(頻帶窄)，在每個(gè)子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相應帶寬，因此就可以大大消除信號波形間的干擾。OFDM相對于一般的多載波傳輸的不同之處是它允許子載波頻譜部分重疊，只要滿(mǎn)足子載波間相互正交，則可以從混疊的子子載波上分離出數據信號。由于OFDM允許子載波頻譜混跌，其頻譜效率大大提高，因而是一種高效的調制方式。

　　OFDM技術(shù)在20世紀60年代中期被首次提出，但在之后相當長(cháng)的一段時(shí)間，OFDM技術(shù)一直沒(méi)有形成大規模的應用。當時(shí)OFDM技術(shù)的發(fā)展遇到了很多似乎難于解決的問(wèn)題。首先，OFDM要求各個(gè)子載波之間相互正交，盡管理論上發(fā)現采用快速傅立葉變換（FFT）可以很好地實(shí)現這種調制方式，但實(shí)際上，如此復雜的實(shí)時(shí)傅立葉變換設備在當時(shí)是根本無(wú)法完成的。此外，發(fā)射機和接收機振蕩器的穩定性以及射頻功率放大器的線(xiàn)性要求等因素也都是OFDM技術(shù)實(shí)現的制約條件。

　　20世紀80年代以來(lái)，大規模集成電路技術(shù)的發(fā)展解決了FFT的實(shí)現問(wèn)題，隨著(zhù)DSP芯片技術(shù)的發(fā)展，格柵編碼（TrellisCode）技術(shù)、軟判決技術(shù)（SoftDecision）、信道自適應技術(shù)等的應用，OFDM技術(shù)開(kāi)始從理論向實(shí)際應用轉化。OFDM技術(shù)憑借其固有的對時(shí)延擴展較強的抵抗力和較高的頻譜效率兩大優(yōu)勢迅速成為研究的焦點(diǎn)并被多個(gè)國際規范采用，如歐洲的數字音頻廣播、數字視頻廣播和IEEE的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標準802.11a。

　　OFDM碼元由子載波構成，子載波的數目決定了FFT的點(diǎn)數，有三種類(lèi)型的子載波：

　　1、數據子載波：用來(lái)數據傳輸。

　　2、導頻子載波：用于信道估計等。

　　3、空子載波： 不用于傳輸，只用于保護頻帶和DC子載波。

    系統的帶寬取決于各個(gè)國家的具體規定，帶寬可以是1.75MHz的整數倍，或者6、10、15、20MHz等。另外，對于保護時(shí)間與有效時(shí)間的比值，可以在1/4、1/8、1/16和1/32中選取，這樣在不同的多徑時(shí)延擴展環(huán)境下，可以選取不同的保護時(shí)間，在抵抗多徑衰落特性和高傳輸效率之間取得平衡。保護時(shí)間Tg最大達到6.4 μs，可以應用于室外環(huán)境。

　　表1給出了工作帶寬10MHz情況下256子載波OFDM中的參數。

　　在OFDMA方式中，FFT點(diǎn)數為2048，除去DC和保護子載波，剩下的為有效子載波。這些有效子載波分為多個(gè)子載波子集，每個(gè)子集稱(chēng)為子信道（subchannel）。在下行鏈路（DL）中,一個(gè)子信道可能會(huì )對應不同的接收端，而在上行鏈路(UL)中，一個(gè)發(fā)送端可以占用一個(gè)或多個(gè)子信道。

　　有效子載波分為固定位置的導頻，不定位置的導頻及數據子信道。固定位置的導頻子載波的位置保持不變，它們的位置編號屬于基本固定導頻集。不定位置導頻在碼元中的位置每隔4個(gè)碼元變換一次。

　　在分配了導頻子信道后，剩下的有用的子載波是數據子載波。因為不定位置的導頻子載波在每個(gè)碼元中中的位置變化，每4個(gè)碼元重復一次，因此數據子載波的位置也相應發(fā)生變化。