正交頻分復(fù)用技術(shù)的技術(shù)與比較

峰值平均功率由于OFDM信號(hào)在時(shí)域上為N個(gè)正交子載波信號(hào)的疊加，當(dāng)這N個(gè)信號(hào)恰好都以峰值出現(xiàn)并將相加時(shí)，OFDM信號(hào)也產(chǎn)生最大峰值，該峰值功率是平均功率的N倍。這樣，為了不失真地傳輸這些高峰均值比的OFDM信號(hào)，對(duì)發(fā)送端和接收端的功率放大器和A/D變換器的線性度要求較高，且發(fā)送效率較低。解決方法一般有下述三種途徑：⑴信號(hào)失真技術(shù)采用峰值修剪技術(shù)和峰值窗口去除技術(shù)，使峰值振幅值簡(jiǎn)單地非線性去除;⑵采用編碼方法將峰值功率控制和信道編碼結(jié)合起來(lái)，選用合適的編碼和解碼方法，以避免出現(xiàn)較大的峰值信號(hào);⑶擾碼技術(shù)采用擾碼技術(shù)，對(duì)所產(chǎn)生OFDM信號(hào)的相位重新設(shè)置，使互相關(guān)性為0，這樣可以減少OFDM的PAPR。這里所采用的典型方法為PTS和SLM。同步技術(shù)與其它數(shù)字通信系統(tǒng)一樣，OFDM系統(tǒng)需要可靠的同步技術(shù)，包括定時(shí)同步、頻率同步和相位同步，其中頻率同步對(duì)系統(tǒng)的影響最大。移動(dòng)無(wú)線信道存在時(shí)變性，在傳輸過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的頻率偏移，這會(huì)使OFDM系統(tǒng)子載波間的正交性遭到破壞，使子信道間的信號(hào)相互干擾，因此頻率同步是OFDM系統(tǒng)的一個(gè)重要問(wèn)題。為了不破壞子載波間的正交性，在接收端進(jìn)行FFT變換前，必須對(duì)頻率偏差進(jìn)行估計(jì)和補(bǔ)償?？刹捎醚h(huán)前綴方法對(duì)頻率進(jìn)行估計(jì)，即通過(guò)在時(shí)域內(nèi)把OFDM符號(hào)的后面部分插入到該符號(hào)的開(kāi)始部分，形成循環(huán)前綴。利用這一特性，可將信號(hào)延遲后與原信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，這樣循環(huán)前綴的相關(guān)輸出就可以用來(lái)估計(jì)頻率偏差。信道編碼和交織為了對(duì)抗無(wú)線衰落信道中的隨機(jī)錯(cuò)誤和突發(fā)錯(cuò)誤，通常采用信道編碼和交織技術(shù)。OFDM系統(tǒng)本身具有利用信道分集特性的能力，一般的信道特性信息已被OFDM調(diào)整方式本身所利用，可以在子載波間進(jìn)行編碼，形成編碼的OFDMCOFDM即把OFDM技術(shù)與信道編碼、頻率時(shí)間交織結(jié)合起來(lái)，提高系統(tǒng)的性能，其編碼可以采用各種碼(如分組碼和卷積碼)。

⑴由于傳送端及接收端的取樣速率不一樣，會(huì)造成取樣點(diǎn)的誤差，會(huì)造成幅度失真，相位飄移(phase shift),ICI等影響。⑵傳送接收端的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的多普勒效應(yīng)也會(huì)造成相位carrier phase offset，在產(chǎn)生高頻載波時(shí)由于都會(huì)有起始相位，所以很難用人為因素使傳送端高頻載波和接收端載波完全同步。⑶由于OFDM信號(hào)是由多個(gè)調(diào)制后的子載波信號(hào)的線性疊加，因此可能會(huì)造成比平均信號(hào)準(zhǔn)位高的瞬間尖峰信號(hào)，進(jìn)而產(chǎn)生高峰值對(duì)均值功率比效應(yīng)。⑷phase offset傳送升頻及接收端降頻載波的頻率不同步，會(huì)造成carrier frequency offset。傳送及接收端的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的doppler shift也會(huì)產(chǎn)生CFO。

不同的無(wú)線載波調(diào)制方式有不同的特性。這些特性決定了在不同距離上傳輸不同數(shù)據(jù)量的能力。以下提及的載波調(diào)制方式已被運(yùn)用到各種無(wú)線技術(shù)中， 正交頻分復(fù)用與他們相比的區(qū)別分別為：一固定頻率在一個(gè)特定的頻段范圍(通常非常窄)內(nèi)傳播信號(hào)的方式。通過(guò)此方式傳輸?shù)男盘?hào)通常要求高功率的信號(hào)發(fā)射器并且獲得使用許可。

如果遇到較強(qiáng)的干擾，信道內(nèi)或者附近的固定頻率發(fā)射器將受到影響。對(duì)于許可證的要求就是為了減少相鄰的系統(tǒng)在使用相同的信道時(shí)產(chǎn)生的干擾。二跳頻擴(kuò)頻使用被發(fā)射器和接收器都知曉的偽隨機(jī)序列，在很多頻率信道內(nèi)快速跳變以發(fā)射無(wú)線電信號(hào)。FHSS有較強(qiáng)的抗干擾能力，一旦信號(hào)在某信道中受阻，它將迅速再下一跳中重新發(fā)送信號(hào)。三直接序列擴(kuò)頻在設(shè)備的特定的發(fā)射頻率內(nèi)以廣播形式發(fā)射信號(hào)。用戶數(shù)據(jù)在空間傳送之前，先附加“擴(kuò)頻碼”，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻傳輸。接收器在解調(diào)制的過(guò)程中將干擾剔除。在去除擴(kuò)頻碼、提取有效信號(hào)時(shí)，噪聲信號(hào)同時(shí)剔除。四正交頻分復(fù)用同時(shí)在多個(gè)子載波頻率上以廣播形式發(fā)射信號(hào)。每個(gè)子載波的帶寬都很窄，可以承載高速數(shù)據(jù)信號(hào)。OFDM適用于嚴(yán)酷的信道條件。由于OFDM具有較高的復(fù)雜度，有很多方式來(lái)抗干擾。對(duì)窄帶干擾的抗干擾能力也不錯(cuò)，因?yàn)榇罅康恼坏淖虞d波和與DSSS相似的信道編碼機(jī)制。