OFDM的概念

• OFDM本質是一個頻分系統(tǒng)，但傳統(tǒng)的FDM相鄰的載波間需要很寬的保護帶，頻譜利用率低。
• OFDM通過子載波之間的正交，大大地提升了頻譜的效率。
  • 如何實現(xiàn)？——通過FFT（快速傅里葉變換）
  • 為什么最近20年才逐漸實用？——DSP芯片的發(fā)展

OFDM基本原理

• OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）基于FDM技術發(fā)展而來
• OFDM與傳統(tǒng)的FDM技術不同：
  • 采用多載波（成為子載波）來傳送信息流，所以可以看做是一種多載波傳送技術
  • 各子載波之間彼此正交，所以在相同的無線鏈路中，多路信號可以并行傳送，整體速率可以增加至M倍。

OFDM處理基本流程

處理基本流程示意

OFDM發(fā)射機結構

• OFDM發(fā)射機的核心模塊
  • IFFT（逆FFT）：將大量的窄帶（子載波）頻域信號，經(jīng)過IFFT后形成時域信號

  • 加入CP（循環(huán)前綴），將每個OFDM符號的尾部的一段復制到符號之前

    
    
    發(fā)射機結構

OFDM的優(yōu)勢與劣勢

• 優(yōu)勢
  • OFDM的長符號幾乎可以完全抵抗多徑的干擾
  • 為寬帶信道提供更高的頻譜效率
  • 靈活的帶寬
  • 通過FFT與IFFT實現(xiàn)相對簡單
• 劣勢
  • 頻率偏移與相位噪聲會導致嚴重問題
  • 多普勒頻域影響子載波正交性（在移動環(huán)境下，由于終端移動而引起的多普勒頻譜擴展同樣會引起ICI，這就要求系統(tǒng)設計時合理地配置各種參數(shù)以盡量降低ICI對檢測性能的影響）
  • 某些OFDM系統(tǒng)具有較高的PAPR（峰值平均功率比—Peak to Average Power Ratio，簡稱峰均比）。OFDM系統(tǒng)由于發(fā)送頻域信號，峰平比(PAPR)較高，從而會增加了發(fā)射機功放的成本和耗電量，不利于在上行鏈路實現(xiàn)(終端成本和耗電量受到限制)。在未來的上行移動通信系統(tǒng)中，很可能將采用改進型的OFDM技術，如DFT-S(離散傅麗葉變換擴展)-OFDM或帶有降PAPR技術(子載波保留、削波)的OFDM。
  • 要求精確的時間和頻率同步