通過一些通俗易懂的圖形，對正交頻分復用（OFDM）的基本原理及其在移動通信中的應用進行了闡述。首先從高的頻譜利用率和抗多徑衰落出發(fā)，先對OF DM優(yōu)點的基本原理進行了闡述，然后分析了循環(huán)前綴對時間彌散信道所帶來的ISI和ICI的消除。最后,對OFDM的缺點進行了說明。

關(guān)鍵詞：OFDM; DFT; 多徑衰落; ISI; ICI

Wireless Mobile Communications Based on OFDM

ZHANG Zhaoxin

(College of Electronic and Informaiton, Hebei University,Baodin g,071000,China)

　　Abstract：In this article, the principle of OFDM and its application in Mobile C ommunications are introduced by several straightaway pictures?Firstly ,based o n high utilization of frequency spectrum and reduced multi path fading , explains basic cause of bringing about OFDM′s advantages,secondly , analyzes ISI( Int er Symbol Interference) and ICI( Inter Carrier Interference) cance l lation brought by using Cyclic Prefix in a time dispersive channel?Introduces O FDM′s disadvantages in the end
　　Keywords：OFDM; DFT; multipath fading; ISI; ICI

　　帶寬在移動通信中是稀缺的資源，所以必須采用先進的技術(shù)有效利用頻率資源，同時要克 服在無線信道下的多徑衰落，降低噪聲和多徑干擾，正交頻分復用（Orthogonal Frequency Division Multiplex，OFDM）是目前非常被看好的一種技術(shù)。他是一種高效并行多載波 傳輸技術(shù)，將所傳送的高速串行數(shù)據(jù)分解并調(diào)制到多個并行的正交子信道中，從而使每個子 信道的碼元寬度大于信道時延擴展，再通過加入循環(huán)擴展，保證系統(tǒng)不受多徑干擾引起的碼間干擾（ISI）的影響。他可以有效對抗多徑傳播。

1 多載波傳輸

1.1 多載波基本原理

　　多載波就是把傳輸?shù)膸挿殖稍S多窄帶子載波來并行傳輸，多載波可以在有限的無線傳播帶寬中獲得更高的傳輸速率。多載波和單載波的差別如圖1所示。

　　比如要在無線環(huán)境中用BPSK調(diào)制信號，使數(shù)據(jù)速率達到10 Mb/s，最大傳輸時延為5μs，則帶寬為5 MHz。若用單載波實現(xiàn)，則符號周期Tsymb,SC= 0.2 μs，τmax=25Tsymb，SC，也就是符號間干擾會持續(xù)25個符號。而如果用128個子載波的多載波來實現(xiàn)，每個符號的持續(xù)時間就是單載波的N(128)倍，τmax=0.039NTsymb,SC(NTsymb,SC為多載波時的符號周期)，可見符號間干擾（ISI）減少了許多。

1.2 正交子載波

　　子載波間正交可以使載波間交疊而彼此間又不會因交疊失真。因此用正交子載波技術(shù)可以節(jié)省寶貴的頻率資源，如圖2，圖3所示。

2 正交頻分復用（OFDM）

2.1基本原理

　　在正交頻分復用系統(tǒng)中，正交的子載波可通過離散傅里葉變換（DFT）獲得（在實際應用中，用快速傅里葉變換FFT），OFDM的基帶信號為：

　　
　　在接收端，對OFDM符號進行解調(diào)的過程中，需要計算這些點上所對應的每個子載波頻率的最大值，因為在每個子載波頻率最大值處，所有其他子載波的頻譜值恰好為0（圖4為6個子載波的情況），所以可以從多個相互重疊的子信道符號中提取每一個子信道符號，而不會受到其他子信道的干擾（假設(shè)有精確的同步）。

2.2 循環(huán)擴展

　　因為每個OFDM符號中都包括所有的非零子載波信號，而且也同時出現(xiàn)該OFDM符號的時延信 號，所以無線信道間的符號間會存在干擾，如圖5所示。

　　在系統(tǒng)帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率給定的情況下，OFDM信號的符號速率遠遠低于單載波的傳輸模式，正因為這種低符號速率使OFDM系統(tǒng)可以自然抵抗多徑傳播導致ISI，另外，通過在每個符號的起始位置增加保護間隔可以進一步抵制ISI，還可以減少在接收端的定時偏移錯誤，如圖6所示。

2.3 OFDM系統(tǒng)

　　(2)存在較高的峰值平均功率比

　　多載波系統(tǒng)的輸出是多個子信道信號的疊加，因此如果多個信號相位一致時，所得的疊加信號的瞬時功率會遠遠高于信號的平均功率，如圖10所示。因此可能帶來信號畸變，使信號的頻譜發(fā)生變化，子信道間正交性遭到破壞，產(chǎn)生干擾。

3結(jié)語

　　OFDM技術(shù)以其抗多徑衰落、高的頻譜利用率等諸多優(yōu)勢成為人們研究的熱點，并有希望成 為第4代移動通信的關(guān)鍵技術(shù)。但OFDM存在兩個致命缺點成為OFDM應用于移動通信的障礙，目前，許多科研工作者正致力于此，OFDM技術(shù)也正逐步成熟起來。