正交频分复用技术 百科内容来自于: 百度百科

原理

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,多带-OFDM。
OFDM中的各个载波是相互正交的,每个载波在一个符号时间内有整数个载波周期,每个载波的频谱零点和相邻载波的零点重叠,这样便减小了载波间的干扰。由于载波间有部分重叠,所以它比传统的FDMA提高了频带利用率。
信号频谱示意图

信号频谱示意图

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(DAB)系统,数字视频广播(DVB)和HDTV地面传播系统。1999年,IEEE802.lla通过了一个SGHz的无线局域网标准,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HiperiLAN2也把OFDM定为它的调制标准技术。
2001年,IEEE802.16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2一11GHz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,IEEE802.16的标准每年都在发展,2006年2月,IEEE802.16e(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LongTermEvolution(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(单载波关FDMA。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。不过,经过讨论后,最后上行还是采用了SC一FDMA方式。拥有我国自主知识产权的3G标准一一TD-SCDMA在LTE演进计划中也提出了TD一CDM一OFDM的方案B3G/4G是ITU提出的目标,并希望在2010年予以实现。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IGb/S的下行数据传输速率。而OFDM技术也将扮演重要的角色。
采用正交频分复用技术(OFDM),也可以提高电力线网络传输质量,它是一种多载波调制技术。传输质量的不稳定意味着电力线网络不能保证如语音和视频流这样的实时应用程序的传输质量。然而,对于传输突发性的Internet数据流它却是个理想的网络。即便是在配电网受到严重干扰的情况下,OFDM也可提供高带宽并且保证带宽传输效率,而且适当的纠错技术可以确保可靠的数据传输。

技术发展

OFDM的概念于20世纪50—60年底提出,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。OFDM早期的应用有AN/GSC_10高频可变速率数传调制解调器等。 早期的OFDM系统中,发信机和相关接收机所需的副载波阵列是由正弦信号发生器产生的,系统复杂且昂贵。1972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调解功能的建议,简化了振荡器阵列以及相关接收机本地载波之间严格同步的问题,为实现OFDM的全数字化方案做了理论上的准备。
80年代后,OFDM的调整技术再一次成为研究热点。例如,在有线信道的研究中,Hirosaki于1981年用DFT完成的OFDM调整技术,试验成功了16QAM多路并行传送19.2kbit/s的电话线MODEM.
进入90年代,OFDM的应用又涉及到了利用移动调频和单边带(SSB)信道进行高速数据通信,陆地移动通信,高速数字用户环路(HDSL),非对称数字用户环路(ADSL)及高清晰度数字电视(HDTV)和陆地广播等各种通信系统

OFDM系统的应用

(1)数字声广播工程(DAB)
欧洲的数字声广播工程(DAB)-DABEUREKA147计划已成功的使用了OFDM技术。为了克服多个基站可能产生的重声现象,人们在OFDM的信号前增加了一定的保护时隙,有效的解决了基站间的同频干扰,实现了单频网广播,大大减少了整个广播占用的频带宽度。
(2)HFC网
HFC(Hybrid Fiber Cable)是一种光纤/同轴混合网。近来,OFDM被应用到有线电视网中,在干线上采用光纤传输,而用户分配网络仍然使用同轴电缆。这种光电混合传输方式,提高了图像质量,并且可以传到很远的地方,扩大了有线电视的使用范围。
(3)移动通信
在移动通信信道中,由多径传播造成的时延扩展在城市地区大致为几微秒到数十微秒,这会带来码间干扰,恶化系统性能。近年来,国外已有人研究采用多载波并传16QAM调制的移动通信系统。将OFDM技术和交织技术、信道编码技术结合,可以有效的对抗码间干扰,这已成为移动通信环境中抗衰落技术的研究方向。
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- 来自原声例句
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