详解正交频分复用技术及其应用.docx

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1、详解正交频分复用技术及其应用频分复用(FDM，FrequencyDivisionMultiplexing)就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道)，每一个子信道传输1路信号。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰。频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延。频分复用技术除传统意义上的频分复频分复用(FDM，FrequencyDivisionMultiplex

2、ing)就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道)，每一个子信道传输1路信号。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰。频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延。频分复用技术除传统意义上的频分复用(FDM)外，还有一种是正交频分复用(OFDM)，本文主要介绍正交频分复用(OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)

3、。　　传统的频分复用（FDM）的优点是简单、直接。但是频谱的利用率低，子信道之间要留有保护频带，而且在频分路数N较大时多个滤波器的实现使系统复杂化。　　正交频分复用（OFDM）技术的基本思想就是在频域内将所给信道分成许多正交子信道，在每一个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，这样，尽管总的信道并非平坦的，也就是说，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，并且在每个信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相关带宽，因此可以大大消除符号间干扰。　　OFDM实际是一种多载波数字调制技术。OFDM全部载波频率有相

4、等的频率间隔，它们是一个基本振荡频率的整数倍，正交指各个载波的信号频谱是正交的。　　OFDM系统比传统FDM系统要求的带宽要小得多。由于OFDM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中的数据，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。　　目前OFDM技术已被广泛应用于广播式的音频和视频领域以及通信系统中。1OFDM技术的优点　　（1）OFDM技术实现了多载波调制（MCM），克服了多径接收，提高了系统的传输码率。（2

5、）OFDM技术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，并且各子载波并行传输，大大消除信号波形间的干扰，也提高了频谱效率。（3）OFDM技术可适应不同设计需求，灵活分配数据容量和功率，便于提供灵活的高速和变速综合数据传输。（4）OFDM技术能提供较大的系统容量，且具有较强的抗多径干扰、抗频率选择性衰落和频率扩散能力，适应多径和移动信道传播条件。（5）OFDM技术可以实现较高的安全传输性能，它允许数据在高速的射频上编码。（6）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。能动态地接通或切断相

6、应的载波，以保证持续地进行成功的通信。?2OFDM技术的缺点　　尽管OFDM有很大的优点，在技术上也还存在两个缺点：　　(1)OFDM的基础是子载波必须满足正交，如果正交性恶化，则整个系统的性能会严重下降，产生OFDM特有的子载波间串扰。在实际工作中由于无线衰落信道的时变性，往往会造成频率弥散，引起多普勒频移效应，从而影响载波频率正交性。如何实现子载波的精确同步是OFDM技术中的一个难点。　　(2)OFDM信号呈现很大的峰值平均功率比（PAPR），比单载波系统需要更宽的线性范围。由于采用DFT实现调制和解调，故对载波频率偏移、相

7、位噪声和非线性放大更为敏感。若要避免信号失真和频谱扩展，则需要动态范围很大的线性放大器。如何降低信号的峰值平均功率比是OFDM技术中的另一个难点。　　由于上述原因，OFDM要求昂贵的、高精度的无线电器件。3OFDM在ADSL中的应用　　ADSL使用了正交频分复用技术将话音与数据分开，虽然话音与数据在同一条电话线上，但是话音和数据分别在不同的频带上运行，所以互不干扰。即使边打电话边上网，也不会发生上网速率下降，通话质量下降的情况。　　FLASH－OFDM是Flarion为了在主网上实现使用IP网络的永久接入服务而开发的传输技术。由

8、于用户在高速互联网接入服务中可以无线方式永久接入，因此还被称为“无线版ADSL”。Nextel从2002年便开始对FLASH－OFDM进行技术检测和传输试验，韩国也有多家通信运营商进行试验服务。4OFDM在电力线通信中的应用　　电力线通信技术简称PLC(Powe