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摘要：最近几年，无线技术被越来越多的人熟知和使用。人们通过无线技术发送、接收、传播消息，进行远程控制、远程操作等，但从通信的实质上来说，有线技术与无线技术的根本区别在于传输信息的信道采用的方式和介质不同。OFDM技术是在移动通讯领域中大多用于无线技术。本文主要先简介了OFDM技术，分析了此技术的发展史、使用原理及优缺点，接着就OFDM技术的在众多领域的具体应用进行了概述。
关键词：移动；通信系统；OFDM技术；传输
前言
OFDM是一种高速数据传输技术，该技术的基本原理是将高速串行数据变换成多路相对低速的并行数据分配到若干个子信道中进行传输。由于每个子信道中的符号周期会相对增加，因此，可以减轻由无线信道的多径时延所产生的时间色散对系统造成的影响。而且还可以在OFDM符号之间插入保护间隔，令间隔大于无线信道的最大时延扩展，这样就可以最大限度地消除由于多径带来的符号间干扰。同时为了提高频谱利用率，使各子载波上的频谱相互重叠，但这些频谱在整个符号周期内满足正交性，从而保证接收端能够不失真地复原信号。
1 OFDM技术的简介
1.1 OFDM技术的发展
早在20世纪60年代OFDM技术就已经提出。当时，它主要用于军用高频通信系统，由于当时OFDM系统的结构非常复杂，限制了进一步推广。20世纪70年代，随着数字信号处理（DSP）技术和大规模集成电路（VLSI）的发展，特别是采用离散傅利叶变换来实现多个载波的调制后，简化了系统结构，0FDM技术才趋于实用化。20世纪80年代，人们开始将OFDM技术应用于高速modem。OFDM是一种无线环境下的高速传输技术，近年来已广泛用于数字音频广播（DAB）、非对称数字用户线（ADSL）、高清晰度电视（HDTV）等系统。1999年，IEEE802．1la通过了一项5GHZ的WLAN标准，其中OFDM调制技术被采用为其物理层标准。随着4G标准的制定，OFDM将作为主流技术写入4G标准中。
1.2 OFDM技术的运用原理
OFDM（正交频分复用，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是一种无线环境下的高速传输技术。适合在多径传播和多普勒频移的无线移动信道中传输高速数据。能有效对抗多径效应，消除ISI，对抗频率选择性衰落，而且信道利用率高。
OFDM技术是将指配的信道分成许多正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制和传输，信号带宽小于信道的相关带宽。
OFDM是一种特殊的多载波传送方案，单个用户的信息流被串／并变换为多个低速率码流（100Hz～50kHz），每个码流都用一条载波发送。OFDM弃用传统的用带通滤波器来分隔子载波频谱的方式，改用跳频方式选用那些即便频谱混叠也能够保持正交的波形，因此OFDM既可以作为调制技术，也可以作为复用技术。
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1.3 OFDM技术的优缺点
OFDM技术具有众多优点：①对抗频率选择性衰落或窄带干扰。在单载波系统中，单个衰落或干扰能够导致整个通信链路失败，但是在多载波系统中，仅仅有很小一部分载波会受到干扰。对这些子信道可以采用纠错码来进行纠错；②可以有效地对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。当信道中因为多径传输而出现频率选择性衰落时，只有落在频带凹陷处的子载波以及其携带的信息受影响，其他的子载波未受损害，因此系统总的误码率性能要好得多；③通过各个子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力。oFDM技术本身已经利用了信道的频率分集，如果衰落不是特别严重，就没有必要再加时域均衡器。通过将各个信道联合编码，则可以使系统性能得到提高；④oFDM技术抗窄带干扰性很强，因为这些干扰仅仅影响到很小一部分的子信道；⑤可以选用基于IFFT／FFT的OFDM实现方法；⑥信道利用率很高，这一点在频谱资源有限的无线环境中尤为重要；当子载波个数很大时，系统的频谱利用率趋于2Baud／Hz。
但是，OFDM技术也存在一些局限性：对频率偏移和相位噪声很敏感；峰值与均值功率比相对较大，这个比值的增大会降低射频放大器的功率效率。
2 OFDM技术的应用
OFDM技术在移动通信系统中的应用有着较大的优越性。OFDM技术实现了无线环境下数据的高速传输，窄带宽条件下也能发出大量数据，有着抗干扰、抗衰落、高频谱利用率的优势；对子载波的编码能够分散子信道频率，进一步降噪和防衰落；OFDM技术摒弃了传统的保护方式，采用载波作为子信道，提升了使用率。OFDM技术在移动通信系统中的应用研究如下：
2.1 0FDM技术在B3G移动通信系统中的应用
就目前来看，3G服务和3G业务已经被人们所广泛使用，超3G移动通信系统也称B3G移动通信系统。在发展的过程中不断完善。其以IPv6互联网为依托，通过对移动网络、输入和输出都较多的多天线技术以及OFDM技术的应用，有效提升了网络性能，打破了传统的移动蜂窝网的限制日。相较于普通的3G而言，B3G具有速度更快、服务数据型更加全面、范围更广等优点。
在B3G移动通信系统中，运用OFDM技术的传输速度较高的特点。实现了高速下行分组接入网络的建立。OFDM技术采用若干子栽波进行数据传送，这就有效的降低了多径传播的影响，在B3G中应用OFDM技术能够实对动态频域进行资源分配，这也会提升多用户分集和频率分集的利用率，从而将系统的性能调整到最佳状态。在B3G移动通信系统中。OFDM技术能够与多天线技术相互结合。而多天线技术有着抗多径衰落的特点．提升了B3G移动通信系统的通信质量。
2.2 OFDM技术在4G移动通信系统中的应用
随着科技的发展，4G技术也在不断普及，相较于3G，4G有着更完善的技术，其传输速度更快，网络建设成本更低，更加接近于个人通信。
就目前来看，4G移动通信的数据传输速率最低为2Mb／s，最高传输速率为100Mb／s，4G移动通信真正实现了无缝漫游，各种通信主机、媒体以及网络之间都能够无缝对接。无线移动环境的频谱资源有限．在这种条件下．如何保证4G移动通信技术的数据传输高速、稳定、可靠至关重要。如果数据传输速率超过信道的相关带宽．那么会影响信号的传输质量，造成信号失真，存在ISI干扰。OFDM技术的应用能够提升数据的传输速率，同时有效的避免各种干扰。且提升了4G移动通信系统的抗噪声性能、抗衰落性能以及频谱利用率。尤其在传输环境不稳定的条件下，OFDM技术的应用能够使4G移动通信系统的性能更加优越。
OFDM技术在4G移动通信中的应用主要有以下几个方面：①W—OFDM技术：即宽带一OFDM技术，将已经知道的数据加入到W—OFDM中，能够降低4G移动通信系统频率选择性衰落的影响，同时对其容忍度的提升也有着促进作用；②v—OFDM技术：即矢量一OFDM技术，其能够通过信号的发射来提升带宽；③MIMO一OFDM技术：MIMO—OFDM技术能够通过多接受和多发射天线进行空间的分集，在同一时间内，每一个发射天线发出的信号可以在同一频段进行传输，提升了频谱的利用率，增加了带宽。在实际应用的过程中，OFDM技术常和MIM0一OFDM技术配合使用，能够有效提升4G移动通信系统的综合性能。
3结语
OFDM和MIMO技术优化结合，能够充分利用这两种技术的优点，不但可以极大改善系统性能，提高系统容量，还能降低系统误码率，有效对抗多径效应，在实现信道有效性的同时保证了系统的可靠性，OFDM将成为下一代移动通信的核心技术。
参考文献：
[1]胡心怡，方睿，李日欣，郭庆．OFDM技术发展综述[J]．通信技术.2010（O8）：132—134．
[2]杨宗林，李梅．第四代移动通信系统中的OFDM技术[J]．无线通信.2007（08）：29—31.
[3]黄韬，袁超伟，杨睿哲等．MIMO相关技术与应用[M]．北京：机械工业出版社.2007.
论文作者:邱海龙
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/4
标签：技术论文; 信道论文; 载波论文; 频谱论文; 通信系统论文; 系统论文; 干扰论文; 《基层建设》2016年11期论文;