什么是OFDM技術(shù)？它的作用是什么？

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)?a href="/tags/OFDM" target="_blank">OFDM技術(shù)的有關(guān)報道，通過閱讀這篇文章，大家可以對它具備清晰的認(rèn)識，主要內(nèi)容如下。

一、什么是OFDM技術(shù)

OFDM(正交頻分復(fù)用)是一種多載波調(diào)制技術(shù)，用于在無線通信和數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)。OFDM將高速數(shù)據(jù)流分成多個較低速率的子流，然后將這些子流分配到不同的子載波上進(jìn)行并行傳輸。

在OFDM中，信號被分成多個獨(dú)立的子載波，每個子載波之間正交(相互垂直)，這意味著它們之間沒有相互干擾。每個子載波都可以以較低的速率傳輸數(shù)據(jù)，從而減少了每個子載波上的信號復(fù)雜度。這種頻率分離的特性使OFDM對頻率選擇性衰落和多徑干擾具有較好的魯棒性。

OFDM技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)，包括無線局域網(wǎng)(Wi-Fi)、4G和5G移動通信系統(tǒng)等，以提供高速、高容量的數(shù)據(jù)傳輸。

OFDM通過減小和消除碼間串?dāng)_的影響來克服信道的頻率選擇性衰落，其基本原理是將信號分割為N個子信號，然后用N個子信號分別調(diào)制N個相互正交的子載波。由于子載波的頻譜相互重疊，因而可以得到較高的頻譜效率。

當(dāng)調(diào)制信號通過無線信道到達(dá)接收端時，由于信道多徑效應(yīng)帶來的碼間串?dāng)_的作用，子載波之間不再保持良好的正交狀態(tài)，因而發(fā)送前需要在碼元間插入保護(hù)間隔。如果保護(hù)間隔大于最大時延擴(kuò)展，則所有時延小于保護(hù)間隔的多徑信號將不會延伸到下一個碼元期間，從而有效地消除了碼間串?dāng)_。當(dāng)采用單載波調(diào)制時，為減小ISI的影響，需要采用多級均衡器，這會遇到收斂和復(fù)雜性高等問題。

在發(fā)射端，首先對比特流進(jìn)行QAM或QPSK調(diào)制，然后依次經(jīng)過串并變換和IFFT變換，再將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行數(shù)據(jù)，加上保護(hù)間隔(又稱“循環(huán)前綴”)，形成OFDM碼元。在組幀時，須加入同步序列和信道估計序列，以便接收端進(jìn)行突發(fā)檢測、同步和信道估計，最后輸出正交的基帶信號。

當(dāng)接收機(jī)檢測到信號到達(dá)時，首先進(jìn)行同步和信道估計。當(dāng)完成時間同步、小數(shù)倍頻偏估計和糾正后，經(jīng)過FFT變換，進(jìn)行整數(shù)倍頻偏估計和糾正，此時得到的數(shù)據(jù)是QAM或QPSK的已調(diào)數(shù)據(jù)。對該數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的解調(diào)，就可得到比特流。

FDM/FDMA(頻分復(fù)用/多址)技術(shù)其實(shí)是傳統(tǒng)的技術(shù)，將較寬的頻帶分成若干較窄的子帶(子載波)進(jìn)行并行發(fā)送是最樸素的實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸?shù)姆椒?。但是為了避免各子載波之間的干擾，不得不在相鄰的子載波之間保留較大的間隔，大大降低了頻譜效率。因此，頻譜效率更高的TDM/TDMA(時分復(fù)用/多址)和CDM/CDMA技術(shù)成為了無線通信的核心傳輸技術(shù)。近幾年由于數(shù)字調(diào)制技術(shù)FFT的發(fā)展，使FDM技術(shù)有了革命性的變化。FFT允許將FDM的各個子載波重疊排列，同時保持子載波之間的正交性(以避免子載波之間干擾)。

二、OFDM技術(shù)作用

OFDM中的各個載波是相互正交的，每個載波在一個符號時間內(nèi)有整數(shù)個載波周期，每個載波的頻譜零點(diǎn)和相鄰載波的零點(diǎn)重疊，這樣便減小了載波間的干擾。由于載波間有部分重疊，所以它比傳統(tǒng)的FDMA提高了頻帶利用率。

在OFDM傳播過程中，高速信息數(shù)據(jù)流通過串并變換，分配到速率相對較低的若干子信道中傳輸，每個子信道中的符號周期相對增加，這樣可減少因無線信道多徑時延擴(kuò)展所產(chǎn)生的時間彌散性對系統(tǒng)造成的碼間干擾。另外，由于引入保護(hù)間隔，在保護(hù)間隔大于最大多徑時延擴(kuò)展的情況下，可以最大限度地消除多徑帶來的符號間干擾。如果用循環(huán)前綴作為保護(hù)間隔，還可避免多徑帶來的信道間干擾。

最后，小編誠心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀，對小編來說都是莫大的鼓勵和鼓舞。希望大家對OFDM技術(shù)已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識，最后的最后，祝大家有個精彩的一天。