OFDM的基本原理是什么?

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OFDM的基本原理是什么?,第1张

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术原理如下:

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(ISI) 。

每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道上可以看成平坦性衰落,从而可以消除码间串扰,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。

扩展资料:

OFDM存在很多技术优点见如下,在3G、4G中被运用,作为通信方面其有很多优势:

1、在窄带带宽下也能够发出大量的数据。OFDM技术能同时分开至少1000个数字信号,而且在干扰的信号周围可以安全运行的能力将直接威胁到CDMA技术的进一步发展壮大的态势;

2、OFDM技术能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化,由于通信路径传送数据的能力会随时间发生变化,所以OFDM能动态地与之相适应,并且接通和切断相应的载波以保证持续地进行成功的通信;

3、该技术可以自动地检测到传输介质下哪一个特定的载波存在高的信号衰减或干扰脉冲,然后采取合适的调制措施来使指定频率下的载波进行成功通信;

4、OFDM技术特别适合使用在高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号散播的地区。高速的数据传播及数字语音广播都希望降低多径效应对信号的影响。

5、OFDM技术的最大优点是对抗频率选择性衰落或窄带干扰。在单载波系统中,单个衰落或干扰能够导致整个通信链路失败,但是在多载波系统中,仅仅有很小一部分载波会受到干扰。对这些子信道还可以采用纠错码来进行纠错。

——OFDM

在线性最小均方误差估计(LMMSE)中,采用的准则函数是统计均方误差,首先将待定信道估计值表示为:

其中W是待定的加权系数矩阵,这样就是要估计这些权系数,LMMSE估计的准则函数如下:

对W求偏导,并令其等于0,利用正交性原理,可得:

从而得到G的LMMSE为

最后得到H的估计为

下图是在EVA信道条件下,信道估计技术与均衡技术的性能比较图,其中调制方式为16-QAM,编码采用1/2码率的Turbo码。

由图可见,在多径信道条件下,LMMSE信道估计性能还是明显要优于LS信道估计。也可以看到在低信噪比条件下,性能并没有很大改善,这时噪声的影响占了主要因素。如果在AWGN信道条件下,由于Turbo码的存在,LS信道估计的性能在信噪比12dB的情况下已经不出现误码率,此时两种信道估计的曲线相差不大,因此在本系统的信道条件下(信道条件为室内信道,信噪比14dB以上),采用LS信道估计已足够。另外,这里由于天线间的干扰不存在,所以MMSE均衡和ZF均衡性能曲线几乎重合。

考虑到可能存在的定时误差,将导致相位偏移,相位偏差是关于k的线性函数。采用跟踪导频做信道估计时,忽略相位噪声的影响,采用线性内插时可将所有的相位偏移准确的估计出来,此时在频域采用线性内插最合适。在室内信道条件下,能保证信噪比大于14dB,此时信道编码可以完全正确译码,因此频域的信道估计方法采用LS算法。

在白高斯信道条件下,如果不存在定时误差,估计出的信道应该是信道响应的实部近似平坦,虚部为零;若存在定时误差,会使得估计出的信道有一定的相位偏转,两种情况下信道估计结果如下图所示

上图为信道估计值的星座图,下图为时域图,时域图中上图为频域内插之后的信道估计值的实部,下图为虚部,前600个子载波为正频率,后600个子载波为负频率。第一幅图为定时准确的情况,可见信道估计值仍然存在相位噪声;第二幅图是定时点出现误差的情况,此时引入的相位偏差会叠加到相位噪声上,如果定时偏差在3个样点以内,将引入小于2pi的相位偏转,该图的定时偏差刚好为3个样点。

实际信道为室内信道,时域上信道变化缓慢,因此可采用最邻近插值的方法估计其他未插导频的符号。此时认为在一个时隙内的信道响应近似不变。

因此信道估计算法频域采用线性插值,时域采用邻近插值。位于天线端口2上的导频处未插入任何导频信息,可以利用此特性来做信噪比估计,即使用每个时隙第6个符号上的导频计算信号功率,第7个符号上的导频计算噪声功率。

考虑到存在一定的相位噪声,使得每个符号的星座图有一定的相位偏转,一个主要的相位噪声是残余频偏的影响。假设在频偏补偿之后残余频偏还有f,则使用上述时域信道内插方法使得这些频偏会累计到一个时隙上。假设最后的残余频偏为f_delta,则一个时隙内每个符号残余相偏为

由于时域上信道估计是直接扩展得到的,所以残余相偏会因为时间的累计而增加。累计的间隔为一个OFDM符号长度(加CP)。整个下行子帧所有OFDM符号的相位偏转如下图所示:

每一个OFDM符号经历相同的相位偏转,当频偏补偿效果理想残余频偏为10Hz时,最大相偏约为001pi,实际信道下一个时隙的每个符号的星座图相偏如下所示

下面就是小编带给大家的蓝牙的调制方法方法操作,希望能够给你们带来一定的帮助,谢谢大家的观看。

方法/步骤

1/6 分步阅读

FSK调制是载波的频率随信息符号成正比的一种调制方式,当发送信息符号1时发射频率向上搬移fdHz,当发送信息符号-1时发射频率向下搬移fdHz。

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频率的突发切换会引起较大的带外频谱旁瓣,为了减小瞬时相变进而减小带外辐射一般将信息符号先预调制滤波器再进行频率调制。另外还存在如何选择合适频偏的问题。

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调制指数:对于GFSK调制的频率偏移会引入一个变量表示归一化频偏,该变量被叫做调制指数。

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不考虑调制成型滤波器情况下,可以看出当调制指数为05时,一个码元符号信号相位变化pi/2;当调制指数为1时,一个码元符号信号相位变化pi。经过以上分析很容易想到频率偏移分隔应尽量大以便接收机易于区分不同频率。

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电压转换器用来将外部电源电压转换为蓝牙芯片18V电源输入引脚所需要的18V电压,具体地,电压转换器可以包括XCL210D181GR-G电压转换器。

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XCL210系列是低消耗型的降压电压转换器,将控制IC(Integrated Circuit,集成电路)与线圈一体化,实现了小型化。

注意事项

以上就是小编带给大家的如何操作的关键所在

11 OFDM 111 OFDM背景 OFDM(正交频分复用)的概念于20世纪50~60年代提出,1970年OFDM的专利被发表,其基本思想通过采用允许子信道频谱重叠,但相互间又不影响的频分复用(FDM)方法来并行传送数据。该技术由于其频谱利用率高、抗多径干扰等特点,在国际上受到了广泛的关注。1971年Weinstein和Ebert提出了使用离散傅立叶变换实现OFDM系统中的全部调制和解调功能的建议,简化了系统的调制解调,为实现OFDM的全数字化方案作了理论上的准备。80年代以后,OFDM的调制技术再一次成为研究热点。如在有线信道的研究中,Hirosaki于1981年用离散傅里叶变换(DFT)完成的OFDM调制技术,试验成功了16QAM多路并行传送192kbit/s的电话线MODEM。随着技术的成熟和成本的下降,OFDM已被广泛的应于地面数字音视频广播(DAB、DVB-T)、非对称的数据用户环路(asymmetric DSL)、而且已经成为无线局域网标准(如IEEE80211a/g /n,WiFi)和3G标准(WiMAX)的一部分并且很多专家都预计在4G标准中OFDM将是核心技术。近年来,随着光通信系统向长距离大容量方向发展,很多科研机构和大学开始把目光转向相干光通信系统。由于相干光探测技术有着很高的探测灵敏度,系统有很长的传输距离。而且相干光通信系统在理论上可以对很多线性失真都可以完全补偿。加上OFDM技术自有的高频谱效率和抗色散特性,于是有人提出了把正交频分复用技术应用于相干探测的光通信系统。国际上有许多研究机构和大学纷纷展开了对光OFDM技术的研究。光正交频分复用在国际上已成为光通信的研究热点。国外的主要研究小组有美国的University of Arizona、英国的Bangor University、朗讯-贝尔实验室、日本的KDDI实验室、澳大利亚的University of Monas等,这些研究组对OOFDM系统进行了探索研究,包括OOFDM中的非线性问题、性能评价、频谱效率等方面。国内有电子科技大学、吉林大学等单位对多模光纤下OOFDM的实现进行了仿真研究。 112 OFDM的基本思想正交频分复用(OFDM)技术实际上是一种特殊的多载波传输技术,它既可以看作一种调制技术,也可以看作一种复用技术。OFDM与传统的频分复用(FDM)基本原理类似,即把高速的数据流通过串并变换分配到速率相对较低的若干个频率子信道中进行传输。不同的是,OFDM技术更好地利用了控制方法,使得频谱利用率有所提高。OFDM技术的最大特点是各副载波相互正交。 OFDM载波的正交性 OFDM的这种结构并不完全同于以前说的频分复用,频分复用是用不同频率来传输信号,各个被调制的子载波的频谱不能重合,各个子载波间要加入保护间隔,这样在接收端才能正确解调。而OFDM技术中,利用了各个子载波间的正交性,各个已调制的子载波的频谱重叠在一起,当然中间没有加入保护频带。利用这种正交性,尽管频谱重叠,但仍能在接收端解调出原信号。子载波间的正交性可以通过时域和频域两方面进行讨论。从时域来看,每个子载波在一个OFDM符号周期内都包含整数倍个周期,而且各个相邻的子载波之间相差一个周期。从频域来看,就是在OFDM信号中各子载波的频谱图中,在每个子载波频率的最大值处,所有其他子信道的频谱值恰好为0。因为在对OFDM符号进行解调的过程中,需要计算这些点上所对应的每个子载波频率的最大值,所以可以从多个相互重叠的子信道符号中提取每个子信道的符号,而不会受到其他子信道的干扰。 113 OFDM系统的优缺点分析 OFDM的优点(1) 将高速数据流串并转换使子载波的数据符号持续长度相对增加,从而有效的减小符号间干扰,进而减小均衡的复杂度;(2) 由于各子载波之间相互正交,允许子信道的频谱相互重叠,因而相对常规的频分复用系统有非常高的频谱利用率;(3) 各子信道的正交调制和解调可以分别用IDFT和DFT来实现,在子载波数很多的系统中,可以用IFFT和FFT来实现;(4) 通过使用不同数量的子信道来实现上行和下行链路中不同的传输速率,从而实现业务的非对称性传输;(5) 易于和其他多种接入方法结合使用。 OFDM的缺点(1) 易受频率偏差的影响;(2) 较高的峰值平均功率比。 114 OFDM系统的关键技术(1) 时域同步和频域同步 OFDM系统对定时和频率偏移敏感,特别是在实际应用中与FDMA、TDMA和CDMA等多址方式结合使用时,时域和频率同步显得尤为重要。(2) 信道估计 在OFDM系统中,信道估计器的设计主要有两个问题:一是导频信息的选择,二是复杂度较低的和导频跟踪能力较好的信道估计器的设计。在实际设计中,导频信息的选择和最佳估计器的设计通常又是相互关联的,因为估计器的性能与导频信息的传输方式有关。(3) 信道编码与交织 为了提高数字通信系统的性能,信道编码和交织是普遍采用的方法。对于衰落信道中的随机错误,可以采用信道编码;对于衰落信道中的突发错误,可以采用交织技术。实际应用中,通常同时采用信道编码和交织,进一步改善整个系统的性能。(4) 降低峰值平均功率比 由于OFDM信号在时域上表现为N个正交子载波信号的叠加,当这N个信号恰好均以峰值出现时,OFDM信号也将产生最大峰值,该峰值功率是平均功率的N倍。尽管峰值功率出现的概率较低,但是为了不失真的传输这些高PAPR的OFDM信号,发送端对高功率放大器的线性要求也很高,从而导致了发送效率极低,接收端对前端放大器以及A/D变换器的线性度要求也很高。因此,高的PAPR使得OFDM系统的性能大大下降甚至直接影响实际应用。为了解决这一问题,人们提出了基于信号畸变技术、信号扰码技术和基于信号空间扩展等降低OFDM系统的PAPR的方法。(5) 均衡 在一般的衰落环境下,OFDM系统中均衡不是有效改善系统性能的方法,因为均衡的实质是补偿多径信道引起的码间干扰,而OFDM技术本身已经利用了多径信道的分集特性,所以就没有必要再做均衡了。在高度散射的信道中,信道记忆长度很长,循环前缀CP的长度必须很长,才能使ISI尽量不出现。但是,CP长度过长必然导致能量的大量损失,尤其对子载波个数不是很大的系统。这时,可以考虑加均衡器以使CP的长度适当减小,即通过增加系统的复杂性来换取系统频带利用率的提高。 12.OOFDM 121 OOFDM的基本思想光正交频分复用(Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OOFDM)技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,各子载波并行传输。由于色散容限的平方与光纤带宽成反比,信道带宽越小,色散容限就越大,能够容忍色散的能力就强,OOFDM技术将光纤频带分成许多相互正交的子频带,这些子频带作为传输信息的子信道,从而使色散容限变高。应用OOFDM技术可以做到无色散补偿的高速光纤传输,同时对光放大器的要求又有所降低,既可以大量节省器件费用又能保管传输品质。在OOFDM系统中,接收侧可以采用相干检测或直接检测,直接检测相对相干检测,实现简单,较容易实现色散补偿,其简单的结构更易使得OOFDM系统升级到100Gb/s。所以基于直接检测的OOFDM系统(DD-OOFDM(Direct-Detection OOFDM))具有一定的发展潜力。 122 OOFDM的基本原理 OOFDM的基本原理和OFDM相似,唯一的区别就是将信号由电域的无线信道传输变为光域上的光纤信道传输,原理图如下: 用户数据首先通过串并转换变成N路,N为OFDM系统中子载波的个数。这些数据对各自的子载波进行调制,调制方式可以相同或不同。然后,多路信号通过IFFT实现OFDM调制,OFDM调制后的多路信号再通过一个并串转换和一个数字模拟转换,变成直接调制(内调制)激光器的调制电流信号。在接收端,经过光纤信道传输的光OFDM信号,首先经过光电转换成电信号,模拟数字转换以后经串并转换进入FFT完成OFDM解调,恢复出每个子载波的调制信号,之后再经过相应的解调恢复出发送的数据。最后通过一个并串转换后恢复发端传来的数据流。二PON 21 PON简介 根据OLT(光线路终端)到各ONU(光网络单元)之间是否存在有源设备可以将光接入网分为PON(无源光网络)和AON(有源光网络)。PON(无源光网络)是指ODN(光配线网)中不含有任何电子器件,ODN全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。 PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备,所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成。而且这种接入方式的前期投资小,大部分资金可以等到用户真正接入时才投入。它的传输距离比有源光纤接入系统的短,覆盖的范围较小,但它造价低,无需另设机房,维护容易。因此这种结构可以经济地为居家用户服务。 PON的复杂性在于信号处理技术。在下行方向上,交换机发出的信号是按广播式发给所有的用户。在上行方向上,各ONU必须采用某种多址接入协议,如TDMA(Time Division Multiple Access)协议,才能完成共享传输通道信息访问 PON的基本组成包括OLT(光线路终端)、ODN(光分配网络)、ONU(光网络单元),其中OLT具有与交换机接口的功能,完成下行电到光、上行光到电的转换,以及分配和控制各信道的连接,对各个光电接口实施监控、提供操作、维护及管理功能;ODN的功能是在OLT和ONU之间建立光传输通道,完成光信号功率分配、波长复用等,完全由光纤无源器件组成;ONU提供与ODN之间的光接口,实现用户侧的接口功能。PON的基本结构图如下: PON的网络结构示意图就这么多了,希望采纳

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801通信原理考研大纲:

一、考试要求

要求学生熟练掌握通信理论的基本概念,掌握通信系统的基本工作原理和性能分析方法,具有较强的分析问题和解决问题的能力。

二、考试内容

1、确定信号及随机信号分析

确定信号及随机信号的相关函数、能量(功率)谱密度;希尔伯特变换、解析信号、带通信号与带通系统;零均值平稳高斯过程;高斯白噪声、窄带平稳高斯过程、匹配滤波器。

2、模拟调制

模拟线性调制(DSB-SC、AM、SSB)的基本原理、调制解调方法、频谱特性、抗噪声性能;模拟角度调制(PM、FM)的基本原理、FM与PM的关系、卡松公式,FM抗噪声性能;频分复用。

3、数字基带传输

数字基带信号,PAM信号的功率谱密度;常用线路码型;AWGN信道条件下数字基带信号的匹配滤波器接收;符号间干扰、奈奎斯特准则、升余弦滚降、最佳基带系统、眼图;信道均衡的基本概念;二进制第一类部分响应系统。

4、数字信号的频带传输

二进制数字调制(OOK、2FSK、2PSK、2DPSK)的基本原理、调制解调方法、功率谱密度、误比特率;QPSK及OQPSK的原理、功率谱密度、误比特率及误符号率;信号空间及最佳接收理论;MASK、MPSK、MQAM的星座图、调制解调框图、功率谱密度,MASK及矩形星座MQAM的误符号率分析;格雷映射;MFSK的星座图、频谱及误符号率特性。

5、信源及信源编码

信息熵、互信息;哈夫曼编码;低通及带通采样定理;量化的概念及量化信噪比,均匀量化,最佳量化,A律十三折线编码;时分复用。

6、信道及信道容量

无失真信道;衰落信道(相干带宽、相干时间、时延扩展、Doppler扩展);信道容量的定义、BSC信道的容量、AWGN信道的容量。

7、信道编码

信道编码的基本概念、纠错检错、汉明重量、汉明距离;线性分组码的生成矩阵与监督矩阵、线性分组码的译码、汉明码;循环码的基本概念、生成多项式与生成矩阵;循环冗余校验;卷积码的编码和Viterbi译码。

8、扩频通信、多址通信、多载波调制

m序列的产生、性质、自相关特性;沃尔什码及其性质;DS-BPSK的原理、功率谱密度、抗干扰性能;码分复用与码分多址;Rake接收的基本概念;扰码;OFDM的基本原理、循环前缀、峰均比、载波频偏。

三、试卷结构

选择题,计算题,画图题等。

y Division Multiplexing)即正交频分复用技术,实际上OFDM是MCM Multi-Carrier Modulation,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可以看成平坦性衰落,从而可以消除符号间干扰。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。在向B3G/4G演进的过程中,OFDM是关键的技术之一,可以结合分集,时空编码,干扰和信道间干扰抑制以及智能天线技术,最大限度的提高了系统性能。包括以下类型:V-OFDM,W-OFDM,F-OFDM,MIMO-OFDM。

11发展历史

上个世纪70年代,韦斯坦(Weinstein)和艾伯特(Ebert)等人应用离散傅里叶变换(DFT)和快速傅里叶方法(FFT)研制了一个完整的多载波传输系统,叫做正交频分复用(OFDM)系统。

OFDM是正交频分复用的英文缩写。正交频分复用是一种特殊的多载波传输方案。OFDM应用离散傅里叶变换(DFT)和其逆变换(IDFT)方法解决了产生多个互相正交的子载波和从子载波中恢复原信号的问题。这就解决了多载波传输系统发送和传送的难题。应用快速傅里叶变换更使多载波传输系统的复杂度大大降低。从此OFDM技术开始走向实用。但是应用OFDM系统仍然需要大量繁杂的数字信号处理过程,而当时还缺乏数字处理功能强大的元器件,因此OFDM技术迟迟没有得到迅速发展。

近些年来,集成数字电路和数字信号处理器件的迅猛发展,以及对无线通信高速率要求的日趋迫切,OFDM技术再次受到了重视。在上个世纪60年代已经提出了使用平行数据传输和频分复用(FDM)的概念。1970年,美国申请和发明了一个专利,其思想是采用平行的数据和子信道相互重叠的频分复用来消除对高速均衡的依赖,用于抵制冲激噪声和多径失真,而能充分利用带宽。这项技术最初主要用于军事通信系统。但在以后相当长的一段时间,OFDM理论迈向实践的脚步放缓了。由于OFDM各个子载波之间相互正交,采用FFT实现这种调制,但在实际应用中,实时傅立叶变换设备的复杂度、发射机和接收机振荡器的稳定性以及射频功率放大器的线性要求等因素部成为OFDM技术实现的制约条件。在二十世纪80年代,MCM获得了突破性进展,大规模集成电路让FFT技术的实现不再是难以逾越的障碍,一些其它难以实现的困难也部得到了解决,自此,OFDM走上了通信的舞台,逐步迈向高速数字移动通信的领域。

12应用情况

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(DAB)系统,数字视频广播(DVB)和HDTV地面传播系统。1999年,IEEE802lla通过了一个无线局域网标准,其中OFDM调制技术被采用为物理层标准,使得传输速率可以达54MbPs。这样,可提供25MbPs的无线ATM接口和10MbPs的以太网无线帧结构接口,并支持语音、数据、图像业务。这样的速率完全能满足室内、室外的各种应用场合。欧洲电信组织(ETSl)的宽带射频接入网的局域网标准也把OFDM定为它的调制标准技术。

2001年,IEEE80216通过了无线城域网标准,该标准根据使用频段的不同,具体可分为视距和非视距两种。其中,使用许可和免许可频段,由于在该频段波长较长,适合非视距传播,此时系统会存在较强的多径效应,而在免许可频段还存在干扰问题,所以系统采用了抵抗多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰上有明显优势的OFDM调制,多址方式为OFDMA。而后,IEEE80216的标准每年都在发展,2006年2月,IEEE80216e(移动宽带无线城域网接入空中接口标准)形成了最终的出版物。当然,采用的调制方式仍然是OFDM。

2004年11月,根据众多移动通信运营商、制造商和研究机构的要求,3GPP通过被称为Long Term Evolution(LTE)即“3G长期演进”的立项工作。项目以制定3G演进型系统技术规范作为目标。3GPP经过激烈的讨论和艰苦的融合,终于在2005年12月选定了LTE的基本传输技术,即下行OFDM,上行SC。OFDM由于技术的成熟性,被选用为下行标准很快就达成了共识。而上行技术的选择上,由于OFDM的高峰均比(PAPR)使得一些设备商认为会增加终端的功放成本和功率消耗,限制终端的使用时间,一些则认为可以通过滤波,削峰等方法限制峰均比。B3G/4G的目标是在高速移动环境下支持高达100Mb/S的下行数据传输速率,在室内和静止环境下支持高达1Gb/S的下行数据传输速率。2010年全球首个TD-LTE-A的规模实验网将在上海世博会向媒体开放。4G是基于OFDM加MIMO的技术组合,但整体结构不一样,基于OFDM和MIMO的有两套标准,一个是IEEE802-16M,一个是LTE-Advanced,而OFDM技术是关键核心技术之一。

14优势与不足

优势:OFDM存在很多技术优点见如下,在3G、4G中被运用,作为通信方面其有很多优势:

(1) OFDM技术在窄带带宽下也能够发出大量的数据,能同时分开至少1000个数字信号,而且在干扰的信号周围可以安全运行的能力将直接威胁到目前市场上已经开始流行的CDMA技术的进一步发展壮大的态势,正是由于具有了这种特殊的信号“穿透能力”使得OFDM技术深受欧洲通信营运商以及手机生产商的喜爱和欢迎,例如加利福尼亚Cisco系统公司、纽约工学院以及朗讯工学院等开始使用,在加拿大WiLAN工学院也开始使用这项技术。

(2) OFDM技术能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化,由于通信路径传送数据的能力会随时间发生变化,所以OFDM能动态地与之相适应,并且接通和切断相应的载波以保证持续地进行成功的通信该技术可以自动地检测到传输介质下哪一个特定的载波存在高的信号衰减或干扰脉冲,然后采取合适的调制措施来使指定频率下的载波进行成功通信。

(3) OFDM技术特别适合使用在高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号散播的地区。高速的数据传播及数字语音广播都希望降低多径效应对信号的影响。

(4) OFDM技术的最大优点是对抗频率选择性衰落或窄带干扰。在单载波系统中,单个衰落或干扰能够导致整个通信链路失败,但是在多载波系统中,仅仅有很小一部分载波会受到干扰。对这些子信道还可以采用纠错码来进行纠错。

(5) OFDM技术可以有效地对抗信号波形间的干扰,适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。当信道中因为多径传输而出现频率选择性衰落时,只有落在频带凹陷处的子载波以及其携带的信息受影响,其他的子载波未受损害,因此系统总的误码率性能要好得多。

(6) OFDM技术通过各个子载波的联合编码,具有很强的抗衰落能力。OFDM技术本身已经利用了信道的频率分集,如果衰落不是特别严重,就没有必要再加时域均衡器。通过将各个信道联合编码,则可以使系统性能得到提高。

(7) OFDM技术可使信道利用率很高,这一点在频谱资源有限的无线环境中尤为重要;当子载波个数很大时,系统的频谱利用率趋于2Baud/Hz。

存在不足:虽然OFDM有上述优点,但是同样其信号调制机制也使得OFDM信号在传输过程中存在着一些劣势:

(1)对相位噪声和载波频偏十分敏感

这是OFDM技术一个非常致命的缺点,整个OFDM系统对各个子载波之间的正交性要求格外严格,任何一点小的载波频偏都会破坏子载波之间的正交性,引起ICI,同样,相位噪声也会导致码元星座点的旋转、扩散,从而形成ICI。而单载波系统就没有这个问题,相位噪声和载波频偏仅仅是降低了接收到的信噪比SNR,而不会引起互相之间的干扰。

(2)峰均比过大

OFDM信号由多个子载波信号组成,这些子载波信号由不同的调制符号独立调制。同传统的恒包络的调制方法相比,OFDM调制存在一个很高的峰值因子。因为OFDM信号是很多个小信号的总和,这些小信号的相位是由要传输的数据序列决定的。对某些数据,这些小信号可能同相,而在幅度上叠加在一起从而产生很大的瞬时峰值幅度。而峰均比过大,将会增加A/D和D/A的复杂性,而且会降低射频功率放大器的效率。同时,在发射端,放大器的最大输出功率就限制了信号的峰值,这会在OFDM频段内和相邻频段之间产生干扰。

(3)所需线性范围宽

由于OFDM系统峰值平均功率比(PAPR)大,对非线性放大更为敏感,故OFDM调制系统比单载波系统对放大器的线性范围要求更高。

标签: 信道 载波 信号 正交 技术