OFDM：开辟无线技术的新领地

发布: 2010-10-20 00:42 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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　　正交频分复用（OFDM）技术是一种多载波数字通信调制技术。它由多载波调制（MCM）技术发展而来。美国军方在上世纪60年代就建造了世界上第一个MCM系统，并随后衍生出采用多个子载波和频率重叠技术的OFDM系统。但在之后相当长的一段时间，OFDM技术的发展遇到了很多似乎难于解决的问题。首先，OFDM要求各个子载波之间相互正交，尽管理论上发现采用快速傅立叶变换（FFT）可以很好地实现这种调制方式，但实际上，如此复杂的实时傅立叶变换设备在当时是根本无法完成的。此外，发射机和接收机振荡器的稳定性以及射频功率放大器的线性要求等因素也都是OFDM技术实现的制约条件。

　　20世纪80年代以来，大规模集成电路技术的发展解决了FFT的实现问题，随着DSP芯片技术的发展，格栅编码（TrellisCode）技术、软判决技术（SoftDecision）、信道自适应技术等的应用，OFDM技术开始从理论向实际应用转化。20世纪90年代，OFDM开始被欧洲和澳大利亚应用于广播信道的宽带数据通信、数字音频广播（DAB）、高清晰度数字电视（HDTV）和无线局域网（WLAN）等。此外，还由于其具有更高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，也被看作第四代移动通信的核心技术之一。

　　OFDM技术良好的性能使得它在很多领域得到了广泛的应用。欧洲的数字音频广播（DAB）系统使用的就是OFDM调制技术。其试验系统已在运行，并且明显地改善了移动中接收无线广播的效果，很快吸引了大量听众。欧洲的一些部门正在开发用于DAB的成套芯片，它将使OFDM接收机的价格大大降低，市场前景非常看好。

　　很多国家的全数字高清晰度电视传输系统（DVB－T）也采用了OFDM技术。1997年，欧洲DVB－TCOFDM系统是欧洲数字电视广播（DVB）系列标准中的数字地面电视广播系统标准。该系统使用COFDM调制方式，把传输比特分割到数千计的低比特率子载波上。日本1999年提出的地面综合业务数字广播（ISDB－T）也采用OFDM技术，即：ISDB－TOFDM。从目前的研发情况来看，由于OFDM具有很高的频谱利用率和抗干扰能力，能够很好地满足电视系统的传输要求。

　　在无线局域网领域，IEEE802.11a于1999年通过了一个5GHz的无线局域网标准，其中OFDM调制技术被作为它的物理层标准。ETSI的宽带无线接入网（BRAN）项目HyperLan2也把OFDM定为它的调制标准技术。在未来的宽带接入系统中，OFDM会是一项基本技术。

　　还有很多公司对OFDM与CDMA系统的融合，即MC－CDMA很感兴趣。与普通的DS－CDMA相比，MC－CDMA系统具有很多优点，比如更大的灵活性、高容量、高性能、高抗干扰性等等。

　　随着IEEE802.11a协议、ETSIBRAN和各种多媒体应用对OFDM的引入，世界各国许多大公司和研究团体认识到了OFDM技术的应用前景。1999年，在Wi－LAN、Philip等公司的邀请下，来自世界六十多家公司的一百多名代表经过讨论成立了一个世界性的组织——OFDM论坛，专门讨论OFDM在技术上、市场推广上的各方面问题，进一步推动OFDM技术的商用化。现在OFDM论坛的成员已增加到46个会员，其中15个为主要会员。我国信息产业部也已参加了OFDM论坛。2000年11月，OFDM论坛的固定无线接入工作组向IEEE802.16.3的无线城域网委员会提交了一份建议书，提议采用OFDM技术作为IEEE802.16.3城域网的物理层（PHY）标准。

　　2001年8月31日，信息产业部无线电管理局批准中国网通开展OFDMA固定无线接入系统试验。该试验系统已经开通并进行了必要的测试和业务演示。

　　与目前的各种移动通信技术相比，采用OFDM技术的移动系统的接入速率有很大提高。其下行速率可以达到8Mb/s、上行速率达到512kb/s，接入速率超过了第三代移动通信系统在静止情况下所要求的传送能力。对该试验系统进行的移动性测试表明，终端在移动速度70公里/小时的情况下，接入下行能够保持600kb/s的接入速率。另外从系统无线性能等方面考察，在相邻信道泄漏功率比（ACLR）参数上与3GPP提出的指标相比，性能已经优于3GPP的要求。

　　OFDM技术由于其频谱利用率高、成本低等原因越来越得到人们的关注。随着人们对于通信数据化、宽带化、个人化和移动化的需求，OFDM技术在固定无线接入领域和移动接入领域将越来越得到广泛的应用。

摘自《人民邮电报》