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無線通信調(diào)制OFDM技術(shù)探索

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無線通信調(diào)制OFDM技術(shù)探索

【摘要】由于通信技術(shù)的不斷更新迭代，當(dāng)今的無線傳輸方式越來越多，由有線通信到無線通信再到光纖網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)日新月異，OFDM作為一個(gè)可以有效消除波形干擾而來的調(diào)制方式，人們對(duì)于ofdm的研究越來越深入，本文就OFDM的技術(shù)進(jìn)行介紹并概述了OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】OFDM;5G;調(diào)制技術(shù)

一、引言

OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)即正交頻分復(fù)用技術(shù)，實(shí)際上OFDM是MCM(MultiCarrierModulation)，多載波調(diào)制的一種。OFDM的主要是將信道劃分成幾個(gè)正交的子集，然后把高速的信號(hào)再分成相對(duì)較低速度的子數(shù)據(jù)流，在上述的正交信道上進(jìn)行傳輸。正交的信號(hào)依然能夠在接收部分通過技術(shù)解調(diào)出來，這種技術(shù)可以使得信號(hào)間干擾大幅度降低，在子信道傳輸?shù)男盘?hào)帶寬比信道的相對(duì)帶寬，各個(gè)信道之間的干擾既而降低，更重要的是上述子信道是總信道的子集，因此做信道均衡的難度也降低了許多[1]。發(fā)射端可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，再通過數(shù)學(xué)變換轉(zhuǎn)換成OFDM形式，進(jìn)行組幀，然后加入同步、信道估計(jì)等，最后就是輸出正交基帶信號(hào)了[2]。在接收信號(hào)時(shí)，接收機(jī)對(duì)于接收的信號(hào)進(jìn)行同步和信道處理，完成這些步驟之后，通過逆變換將數(shù)據(jù)解調(diào)出來，就可以得到需要的信號(hào)了。2）調(diào)制方式OFDM的調(diào)制是正交頻分復(fù)用，顧名思義是將信道分成許多個(gè)正交的子集，并將信號(hào)分散到各個(gè)子信道上傳輸，解調(diào)的時(shí)候也是需要濾波器對(duì)各個(gè)信道進(jìn)行信號(hào)提取，這種正交的信號(hào)能夠很好的保證各個(gè)信道間信號(hào)的完整性和隔離性。

二、OFDM的應(yīng)用及優(yōu)勢

1.通過子載波間隔擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的OFDM參數(shù)配置(ScalableOFDMnumerologywithscalingofsubcarrierspacing)5G將被應(yīng)用于大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)，這意味著會(huì)有數(shù)十億設(shè)備在相互連接，5G勢必要提高多路傳輸?shù)男剩詰?yīng)對(duì)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)。為了相鄰頻帶不相互干擾，頻帶內(nèi)和頻帶外信號(hào)輻射必須盡可能小。OFDM能實(shí)現(xiàn)波形后處理（post-processing）.如時(shí)域加窗或頻域?yàn)V波，來提升頻率局域化。如下圖，利用5GNROFDM的參數(shù)配置，5G可以在相同的頻道內(nèi)進(jìn)行多路傳輸[3]。2.通過OFDM加窗提高多路傳輸效率（EnablingefficientservicesmultiplexingwithwindowedOFDM）前文提到，5G將被應(yīng)用于大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)，這意味著會(huì)有數(shù)十億設(shè)備在相互連接，5G勢必要提高多路傳輸?shù)男?，以?yīng)對(duì)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)。為了相鄰頻帶不相互干擾，頻帶內(nèi)和頻帶外信號(hào)輻射必須盡可能小。OFDM能實(shí)現(xiàn)波形后處理（post-processing），如時(shí)域加窗或頻域?yàn)V波，來提升頻率局域化。利用5GNROFDM的參數(shù)配置，5G可以在相同的頻道內(nèi)進(jìn)行多路傳輸。3.OFDM技術(shù)存在并推廣的最大的技術(shù)優(yōu)勢在于它可以有效消除頻率間的衰落和干擾。因?yàn)樵趩屋d波系統(tǒng)中，衰落和干擾的信號(hào)影響會(huì)使得整個(gè)通信系統(tǒng)失敗，使用OFDM多載波調(diào)制技術(shù)可以使得一個(gè)載波受到影響，其他的載波仍能正常傳輸[4]。4.能夠大幅度降低信號(hào)間波形干擾，在多徑環(huán)境的傳輸環(huán)境中，由于信道受到多徑的影響會(huì)使得頻率在某個(gè)點(diǎn)衰退，然而只有在此點(diǎn)的子載波以及信息會(huì)受到影響，其他的載波信號(hào)則正常傳輸，整體的性能將會(huì)優(yōu)秀很多。5.多載波技術(shù)使得聯(lián)合編碼成為可能，這種特征使得信號(hào)的抗干擾性能得到增強(qiáng)，如果信道環(huán)境衰落較小，在OFDM技術(shù)幫助下可以不加入時(shí)域均衡器。OFDM技術(shù)的聯(lián)合編碼可以使得系統(tǒng)性能得到提高。6.信道的效率高，在越來越貧乏的頻譜資源的情況下這種優(yōu)勢極為重要。

三、結(jié)語

OFDM已經(jīng)成為5G的關(guān)鍵技術(shù)，其性能良好在很多領(lǐng)域都得到了大規(guī)模應(yīng)用，5G的商用會(huì)使得OFDM的優(yōu)勢得到更廣泛的應(yīng)用，此時(shí)對(duì)于OFDM的研究也是十分重要的。

參考文獻(xiàn)

[1]OFDM技術(shù)在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].劉巧平,董軍堂.電子測試.2014(05)

[2]OFDM技術(shù)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].白曉飛.電子技術(shù)與軟件工程.2013(17)

[3]淺析OFDM技術(shù)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].鄧密文,陽佳,郭蘇嶺,張小儒.通訊世界.2016(01)

[4]5G移動(dòng)通信系統(tǒng):從演進(jìn)到革命[J].劉光毅,方敏,關(guān)皓,李云崗,孫程君.電信科學(xué).2016(12)

作者:劉發(fā)偉 單位:廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計(jì)院有限公司惠州分公司