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摘要：OFDM技术实现了高速高效的数据传输，能够在数据传输环境较差的通信环境内完成信息数据的传送和获取，较为出色的完成数据传输任务，相信未来的OFDM技术将会在移动通信系统中会被更加广泛的使用，也将即将诞生的第五代通信系统中发挥更大的作用。
关键词：OFDM；移动通信系统；应用；展望
一、OFDM技术概况
随着无线通信在我们生活中的普及，人们对于无线通信的质量投入了更多的关注，特别是对于移动通信的网络传输速率要求也越来越高，OFDM正是在这种情况下应运而生。OFDM技术起源于上个世纪中叶，但是一直未能得到有效的发展，直至上个世纪末，本世纪初再真正的将OFDM技术推上了快速发展的轨道。由于OFDM技术能够在有限的带宽里通过正交频分复用而实现高速的数据传输，因此在第四代移动通信无线网络中，OFDM技术成为了核心的关键技术。OFDM技术是一种多载波复用技术，具有极强的抗干扰能力和高效的利用频率特点，而移动通信恰恰受到的干扰因素较多，而常常无法保证信号质量。OFDM技术实现了高速高效的数据传输，能够在数据传输环境较差的通信环境内完成信息数据的传送和获取，正是因为OFDM技术适应性强，具备的抗干扰能力也比较强，所以能够保证在无线通信中的数据传输速率，较为出色的完成数据传输任务。
OFDM技术还可以实现与多地址的接入，常见的接入方式有三种：OFDM-FDMA、OFDM-TDMA、OFDM-CDMA。所谓的OFDM-FDMA接入方式，即是将子载波集精准的分配给每一个用户，通过信息交换的方式来达到资源共享的目的，此种接入方式的最大优点在于可以有效的降低码间干扰，而且操做使用起来简易可行；OFDM-TDMA是指用TDD的数据传输模式，将特定用户的资源进行传输，这种方式最大的特点就在于能够有效的提升数据的传输速度和质量，正是由于这个特性可以使得通信系统不仅保证了信息质量，而且确保了用户的网络体验；OFDM-CDMA是互为补充的一种接入方式，但是这种结合方式，最大的缺陷在于地址码并不能够完全的实现正交，因此在使用过程中必须要严格的控制使用者的数量。
二、OFDM技术在移动通信系统中的应用现状
1、在3G移动通信系统中的应用
3G业务是相对于2G业务而言的，随着信息技术的不断发展，2G网络通信已经不能满足人们的正常生活需求，因此3G业务便随之发展起来。而3G移动通信系统的最大的特点便是在原有的带宽之上进行更多、更大量的数据传输，恰恰是。OPFD技术分道处理，使子载波的编码分散频率，达到降噪的目的，从而实现了3G通信业务的发展。3G通信系统无论是通信质量还是数据的传输速度都有了质的飞跃。究其原因，主要是由于3G通信系统运用了OFDM 技术使得每一种动态的频域都能够划分为合适的资源系统，如此一来，整个通信系统的使用率就有了很大的提升，反过来又使得通信系统的使用范围不断的扩大。
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2、在4G移动通信系统中的应用
随着移动终端的普及，数据业务和多媒体业务在移动终端的业务需求不断扩大，用户对数据业务的体验要求更高，满足用户对移动数据、云计算和多媒体应用的第四代网络通信技术开始发展起来。就全球范围而言，4G LTE系统商用化发展自2012年以来逐渐加快。4G保持了原有的3GPP与WTMAX/3GPP2的竞争优势，同时为了适应移动数据业务发展的需要，在技术上得到了很大的提升，使得移动通信数据化、宽带化、IP化，其高频谱效率和大带宽带来的高吞吐率有效支撑大流量业务运行，同时通过扁平化的网络结构降低了时延，提高了通信质量和效率，用户4G体验比3G有了一个质的飞跃。4G 网络与3G 网络相比，数据传输速度更快，而且投入建设的成本较低，方便使用，可以满足大众化的需求。人们大力追求的无缝漫游已经通过4G 网络通信得到了实现，无论是任何形式的媒体网络，都能实现无缝对接，而且经过测算，4G 网络的传输速率最高能够达到100 Mb/s，最低也能够实现2 Mb/s。与3G 通信网络技术相比而言，这样的传输速度可谓是惊人的。但是，这样惊人的数据传输速率并不是随便就可以实现的，特别是无线通信受到的不确定干扰因素多，使用环境参差不齐，要想在复杂的环境中确保数据传输的速度和质量就必须要求通信信号具备良好的抗噪声、抗多径信道干扰和高频谱利用率性能，而OFDM技术恰恰能够满足4G通信系统所要求的这些性能，因此在现如今我们使用的4G移动通信系统中引用了OFDM技术，正是OFDM技术的引入使得频谱的利用率有了很大的提升，从而使得网信号和数据的传输质量都得到了很大的提升。现如今常见的W-OFDM、V-OFDM、MIMO-OFDM技术都是在OFDM技术的基础上，结合移动通信统的特点，从不同的技术层面对4G网络进行了优化，以确保整个通信系统的质量能够有较大的提升。
三、OFDM技术在移动通信系统应用中的难点
虽然OFDM技术在3G、4G时代大放异彩，使得通信系统的发展达到了前所未有的高度，但这并不意味着OFDM技术就无懈可击，一直处于通信系统的制高点。特别是近年来随着4G网络的普及，5G网络的概念已经被提出，而OFDM技术在应用和拓展的过程中其缺陷也逐渐显露出来。首先是OFDM对频率偏移、定时和相位噪声比较敏感，正是这种敏感性会使得信号在传输的过程中容易发生衰减，从而造成通信信号的非线性失真，一旦信间之间的正交性无法保证，就会造成信号具有较高噪声电平，根据相关的实验结果显示，仅百分之一的频偏就会使得信噪比下降30db，因此如果无法确保OFDM信道之间的正交性，就无法保证通信质量；其次是OFDM信号的峰值与平均值都比较的大，这也就使得峰均比值也比较高，然而峰均比值的变化造成了射频放大器的功率也相应的需要发生变化，所以就要求射频放大器具备较高的线性能力，以保证大范围内的输出信号能够正交频分复用；第三在一般情况下，连续时间域内，两个时域信号的卷积就等于这两个信号频域的乘积，但是在离散时域中这种计算方式并不适用，因此为了消除码间的干扰引入了OFDM技术循环前缀来消除干扰，虽然这样一样提高了通信信系统的可靠性，但是却降低了有效性，所以在保护间隔就造成了OFDM对信道利用率低。最后，在基于DFT的OFDM系统中所有输出的信号都会相互叠加在一起，然后经由放大器放大以后发射出去，但是叠加以后的信号存在类似于高斯噪声的幅度特性，这就使得OFDM系统中信道之间的干扰性增大，一旦无法正交就会影响通信系统的传输速率和传输质量。
四、对OFDM技术的应用展望
5G网络的发展虽然现如今还未成一个标准化和规范化的指标体系，但是可以肯定的是其数据传输速率要比4G网络更高，其峰值传输速度可能会达到1000Mb/s,虽然OFDM技术在2G、3G、4G网络中都有应用，甚至可以说没有OFDM技术就不可能有3G、4G网络，但是OFDM技术自身也存在着很大的缺陷和不足，而这种不足在5G通信网络中将会被放大，所以如果不能够解决缺陷，OFDM技术将法继续在5G通信中被使用。但是既便有新的高性能技术来替代OFDM，其也肯定是基于OFDM技术拓展创新而形成的。
五、总结
现如今信息技术在迅速的发展，移动无线通信系统也在不断的进步和完善，OFDM多址接入技术从诞生到现如今的广泛使用经历了近半个世纪，而且随着4G通信系统的普及，OFDM技术已经成为了第四代移动通信系统的核心技术。虽然在技术性能上OFDM存在着很多的缺陷，但是许多的专家学者和科研机构已经充分的认识到了OFDM技术的应用前景，所以已经着力研究OFDM技术峰平比高、叠加信号信道干扰等难题，相信未来的OFDM技术将会在移动通信系统中会被更加广泛的使用，而其也将在呼之欲出的第五代通信系统中发挥更大的作用。
参考文献
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[4]刘巧平,董军堂. OFDM技术在4G移动通信系统中的应用[J]. 电子测试,2014,(05).
论文作者:黎成中
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/11/7
标签：技术论文; 通信系统论文; 数据传输论文; 通信论文; 信号论文; 正交论文; 网络论文; 《防护工程》2017年第14期论文;