1、精選優質文檔-傾情為你奉上詳解正交頻分復用技術及其應用頻分復用(FDM，FrequencyDivisionMultiplexing)就是將用于傳輸信道的總帶寬劃分成若干個子頻帶(或稱子信道)，每一個子信道傳輸1路信號。頻分復用要求總頻率寬度大于各個子信道頻率之和，同時為了保證各子信道中所傳輸的信號互不干擾，應在各子信道之間設立隔離帶，這樣就保證了各路信號互不干擾。頻分復用技術的特點是所有子信道傳輸的信號以并行的方式工作，每一路信號傳輸時可不考慮傳輸時延。頻分復用技術除傳統意義上的頻分復頻分復用(FDM，Frequency Division Multiplexing)就是將用于傳輸信道的總帶寬劃

2、分成若干個子頻帶(或稱子信道)，每一個子信道傳輸1路信號。頻分復用要求總頻率寬度大于各個子信道頻率之和，同時為了保證各子信道中所傳輸的信號互不干擾，應在各子信道之間設立隔離帶，這樣就保證了各路信號互不干擾。頻分復用技術的特點是所有子信道傳輸的信號以并行的方式工作，每一路信號傳輸時可不考慮傳輸時延。頻分復用技術除傳統意義上的頻分復用(FDM)外，還有一種是正交頻分復用(OFDM)，本文主要介紹正交頻分復用(OFDM ，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)。 傳統的頻分復用（FDM）的優點是簡單、直接。但是頻譜的利用率低，子信道之間要留有保護頻帶，

3、而且在頻分路數N較大時多個濾波器的實現使系統復雜化。 正交頻分復用（OFDM）技術的基本思想就是在頻域內將所給信道分成許多正交子信道，在每一個子信道上使用一個子載波進行調制，并且各子載波并行傳輸，這樣，盡管總的信道并非平坦的，也就是說，具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，并且在每個信道上進行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此可以大大消除符號間干擾。 OFDM實際是一種多載波數字調制技術。OFDM全部載波頻率有相等的頻率間隔，它們是一個基本振蕩頻率的整數倍，正交指各個載波的信號頻譜是正交的。 OFDM系統比傳統FDM系統要求的帶寬要小得多。由于OFDM使用無干擾正交載波技術，

4、單個載波間無需保護頻帶，這樣使得可用頻譜的使用效率更高。另外，OFDM技術可動態分配在子信道中的數據，為獲得最大的數據吞吐量，多載波調制器可以智能地分配更多的數據到噪聲小的子信道上。 目前OFDM技術已被廣泛應用于廣播式的音頻和視頻領域以及通信系統中。 1 OFDM技術的優點 （1）OFDM技術實現了多載波調制（MCM），克服了多徑接收，提高了系統的傳輸碼率。 （2）OFDM技術將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調制，并且各子載波并行傳輸，大大消除信號波形間的干擾，也提高了頻譜效率。 （3）OFDM技術可適應不同設計需求，靈活分配數據容量和功率，便于提供靈活的高速和

5、變速綜合數據傳輸。 （4）OFDM技術能提供較大的系統容量，且具有較強的抗多徑干擾、抗頻率選擇性衰落和頻率擴散能力，適應多徑和移動信道傳播條件。 （5）OFDM技術可以實現較高的安全傳輸性能，它允許數據在高速的射頻上編碼。 （6）OFDM技術能夠持續不斷地監控傳輸介質上通信特性的突然變化。能動態地接通或切斷相應的載波，以保證持續地進行成功的通信。? 2 OFDM技術的缺點 盡管OFDM有很大的優點，在技術上也還存在兩個缺點： (1) OFDM的基礎是子載波必須滿足正交，如果正交性惡化，則整個系統的性能會嚴重下降，產生OFDM特有的子載波間串擾。在實際工作中由于無線衰落信道的時變性，往往會造成頻

6、率彌散，引起多普勒頻移效應，從而影響載波頻率正交性。如何實現子載波的精確同步是OFDM技術中的一個難點。 (2) OFDM信號呈現很大的峰值平均功率比（PAPR），比單載波系統需要更寬的線性范圍。由于采用 DFT實現調制和解調，故對載波頻率偏移、相位噪聲和非線性放大更為敏感。若要避免信號失真和頻譜擴展，則需要動態范圍很大的線性放大器。如何降低信號的峰值平均功率比是OFDM技術中的另一個難點。 由于上述原因，OFDM要求昂貴的、高精度的無線電器件。 3 OFDM在ADSL中的應用 ADSL使用了正交頻分復用技術將話音與數據分開，雖然話音與數據在同一條電話線上，但是話音和數據分別在不同的頻帶上運行

7、，所以互不干擾。即使邊打電話邊上網，也不會發生上網速率下降，通話質量下降的情況。 FLASHOFDM是Flarion為了在主網上實現使用IP網絡的永久接入服務而開發的傳輸技術。由于用戶在高速互聯網接入服務中可以無線方式永久接入，因此還被稱為“無線版ADSL”。Nextel從2002年便開始對FLASHOFDM進行技術檢測和傳輸試驗，韓國也有多家通信運營商進行試驗服務。 4 OFDM在電力線通信中的應用 電力線通信技術簡稱PLC (Power Line Communication)是指利用電力線傳輸數據和話音信號的一種通信方式。目前只需通過連接在電腦上的“電力貓”，再插入家中任何一個電源插座，就

8、可以實現最高14M的速度上網沖浪，這一速度比ADSL目前最高限速512k快20多倍，而且使用成本低廉。 然而，電力線作為通信信道，存在著高噪聲、多徑效應和衰落的特點。OFDM技術能夠在抗多徑干擾、信號衰減的同時保持較高的數據傳輸速率，在具體實現中還能夠利用離散傅立葉變換簡化調制解調模塊的復雜度。OFDM技術用于提高電力線網絡的傳輸質量，即使在配電網受到嚴重干擾時，OFDM仍可提供帶寬并且保證帶寬傳輸效率。因此它在電力線高速通信系統中的應用有著非常樂觀的前景。 5 OFDM在有線電視網絡中的應用 目前，為了提供上行回傳信道，HFC接入網可采用SDM(空分復用法)、TDM(時分復用法)、WDM(波

9、分復用法)和OFDM(正交頻分復用法)等方式。但目前解決同軸電纜分配網雙向傳輸的主要手段還是正交頻分復用法。 空分復用法是采用雙電纜線完成光節點以下信號的上下行傳輸，對于有線電視網來說，鋪設雙同軸電纜來完成雙向傳輸，成本太高。 時分復用法是在相同的傳輸介質上，對上行和下行信號進行時分復用，由于其技術較復雜，成本也較高，所以實際應用也不很廣泛。 波分復用法是采用單根光纖異波長雙工工作方式，使上下行信號采用不同的光波長傳送，波分復用法可用于光纖干線傳輸網部分。 正交頻分復用法是將光節點以下的電纜的工作頻率作頻率分割，利用不同的頻段實現上下行信號的同時傳輸，一般低頻段用于上行信道，高頻段用于下行信道

10、，上下行頻段的分割點頻率的高低，主要取決于HFC接入網要實現的功能和所需傳輸的信息量。 另外，在HFC的共享設施上，數據的上行面臨噪音對信號的干擾問題。信號抗干擾的能力取決于系統所采用的信號復用技術。寬帶網絡可以采用兩種信號復用技術：TDM（時分復用）和OFDM（正交頻分復用）。 舉個例子，在一個頻率較大的射頻載波上可以分出許多個DS-0信道。而對載波中任意部分的干擾都會破壞載波所承載的信號。這種情況會對TDM用戶帶來嚴重的通信可靠性問題，原因就在于窄帶干擾總是隨時隨機出現。 在理論上，避免干擾可以采用變頻技術。可是，TDM采用的通信頻帶的大小必須和留作用來匹配變頻的頻帶一樣大。保留這么大的頻

11、帶會嚴重地降低本已經存在局限的上行信道的信息承載能力。 OFDM技術，采用的措施則不同。它們在每個信道中可以劃分出多達240個的DS-0，但同時把每一個DS-0都放在了它自己所在的窄帶頻率載波上。 單一的頻率載波容易受到窄帶干擾的影響，但是，把使用QPSK（四相移鍵控）的大量DS-0鎖定的同類干擾卻只能影響一個使用OFDM的DS-0，而其他DS-0則不受影響。這樣，只需要在信道上保留一個小頻段專門用來給受到影響的頻率進行變頻，而其他幾乎所有的DS-0就都可以充分利用信道上的可用帶寬了。當檢測出對頻率載波的干擾之后，受影響的DS-0即可重新分配給保留的載波之一傳輸，通常情況下不會引發線路的斷開。 TDM承載的信號特別容易受到脈沖干擾的影響。因為每個TDM時隙都擁有完整的2MHz帶寬，信號速度必須很高。因此每個信號的持續時間都很短，信號就容易被短暫的脈沖噪音所覆蓋。 另一方面，OFDM可以同時傳輸很多信號、容許更長的符號周期卻并不降低信息量。所以，在符號周期比較長的前提下，通常的脈沖比它能中斷的符號周期短得多。結果載波噪音比的參數值就相當高，所以信息也可以保持其完整性和準確度了。假設載波噪音比確實因為較大的