OFDM技術在移動通信系統中的應用

王作棟

【摘要】 近年來，OFDM技術應用廣泛。本文闡述了OFDM技術概念、工作原理、工作特點和OFDM技術在移動數據通信中的應用。

【關鍵詞】 OFDM 數據 移動通信 技術

最近幾年，無線技術被越來越多的人熟知和使用。人們通過無線技術發送、接收、傳播消息，進行遠程控制、遠程操作等，但從通信的實質上來說，有線技術與無線技術的根本區別在于傳輸信息的信道采用的方式和介質不同。OFDM技術是在移動通訊領域中大多用于無線技術。

一、OFDM技術概念及工作原理

OFDM稱為正交頻分復用技術，它的基本原理是將指定的傳送信息的物理通道劃分成多個子信道，這些信道劃分時采用的是正交的方法，在這些子信道中，每個子信道都有一個子載波用來啟到調制作用，每個子信道的子載波間是并行的，因為這樣就可以使速度較高的數據信號成功的轉換相對較低的數據信號，這樣的技術就是OFDM技術。OFDM技術主要是用來解決碼間相互干擾的問題，在子載波通過無線信道到達接收端時有時會受到多徑效應的干擾致使子信道間不在保持正交的狀態，所以在信息發送之前可以在碼元間加入保護間隔。

二、OFDM技術的特點

2.1 OFDM技術的優點

OFDM技術的優點如下：（1）信道窄但發出信息量大。利用OFDM技術可以一次性將相關無線信道劃分為若干個帶寬較窄的子信道，可以同時劃分若干個數字信號，這就促使了即使帶寬較窄也可以發出很大的信息量，而且也可以在有干擾信號的環境下正常的運行，其抗干擾能力也很強。（2）對頻譜資源利用的充分。由于各子信道間采用的是正交的方法，在相鄰信道的子載波中，子載波間的頻譜有一半是各自相互覆蓋的，這就大大的提高了頻譜資源的使用效率。（3）可以對干擾載波進行自動監控并對干擾載波進行調制，使其他載波可以正常的運行，保證了運行的效率。（4）可以抵抗頻率選擇性衰落。由于OFDM技術是將指定的傳送信息的物理通道劃分成多個子信道，子信道的帶寬是小于相關帶寬的，這樣原來帶寬的選擇性衰落就可以看作是相對平坦的衰落。這就間接的抵抗了頻率選擇性衰落。

2.2 OFDM技術的缺點

OFDM技術的缺點如下：（1）很容易被頻率偏差影響。由于相鄰信道的子載波中，子載波間的頻譜有一半是各自相互重疊的，這就要求其在對相關無線信道進行劃分時，必須要保證好各子信道的正交性，但由于無線信道內的環境有時相對不穩定，在信息的發送和接收過程中經常會出現無線信號頻率偏移的現象，這就會促使子信道間的信號相互干擾。（2）具有較高峰值平均功率比。由于相關的無線信道被劃分成若干個子信道，信息會在子信道進行輸入與傳輸，子信道輸出的結果是若干個子信號的疊加。由于信號疊加，其平均功率就會遠遠小于疊加后的功率，從而導致了產生較大峰值功率比的現象。

三、OFDM技術在移動通信中的應用

3.1 在B3G移動通信中系統的應用

現今，3G業務和3G服務被人們廣泛的使用，B3G移動通信系統又稱為超3G移動系統，它可以使人們不再受移動蜂窩網的限制，與3G相比，B3G速度更快，其服務的數據型更加全面，服務范圍更加的廣泛，它采用的互聯網為IPv6互聯網，也運用了移動網絡，多輸入多輸出的多天線技術和OFDM技術等來提高網絡性能。

B3G移動通信系統中的高速下行分組接入網絡就是運用的OFDM技術傳輸速度較高的業務。因為OFDM技術是通過若干個子載波進行傳送的，這就降低了多徑傳播帶來的影響，B3G可以通過這一優點來實現對動態頻域進行資源的分配。多用戶分集和頻率分集的利用率也會有所提高，將系統的性能達到最佳狀態。有時OFDM技術還會與多輸入多輸出的多天線技術相結合，在一定程度上多天線技術可以抗多徑衰落。OFDM技術與多天線技術的結合使用會促進B3G系統的通信質量增強。

3.2 在B4G移動通信系統中的應用

OFDM技術移動通信系統的核心技術，在4G移動通信系統中是必不缺少的技術，現今研究出來的將要在未來應用于4G移動通信網絡中的OFDM技術有W-OFDM技術、v-OFDM技術、MIMO-OFDM技術等。W-OFDM技術也稱為寬帶-正交頻分復用技術。在W-OFDM加入已經知道的數據，這樣不僅可以降低頻率選擇性衰落的影響，還可以提高其容忍度。v-OFDM技術又叫做矢量-正交頻分復用技術，它主要是利用信號的發射來提高帶寬MIMO-OFDM技術，它利用多發射和多接收天線進行空間分集的技術，每個發送天線在同一時間發送的所有信號占用同一頻段，這樣不增加寬帶也可以提高頻譜的利用率。OFDM技術經常會與MIMO-OFDM技術相結合來使用，因為可以提高系統的綜合性能和效率，也符合4G移動通信系統的發展要求。

四、總結

OFDM技術可以滿足B3G移動通信系統和4G移動通信系統的發展要求。但OFDM技術也是有缺點的，所以，在今后通信技術的研究中，還要找到能突破OFDM技術缺點的辦法，使其更好的得以利用。