频分复用的5. 关键技术

频分复用的5. 关键技术

与其它数字通信系统一样，OFDM系统需要可靠的同步技术，包括定时同步、频率同步和相位同步，其中频率同步对系统的影响最大。移动无线信道存在时变性，在传输过程中会出现无线信号的频率偏移，这会使OFDM系统子载波间的正交性遭到破坏，使子信道间的信号相互干扰，因此频率同步是OFDM系统的一个重要问题。为了不破坏子载波间的正交性，在接收端进行FFT变换前，必须对频率偏差进行估计和补偿。
可采用循环前缀方法对频率进行估计，即通过在时域内把OFDM符号的后面部分插入到该符号的开始部分，形成循环前缀。利用这一特性，可将信号延迟后与原信号进行相关运算，这样循环前缀的相关输出就可以用来估计频率偏差。 由于OFDM信号在时域上为N个正交子载波信号的叠加，当这N个信号恰好都以峰值出现并将相加时，OFDM信号也产生最大峰值，该峰值功率是平均功率的N倍。这样，为了不失真地传输这些高峰均值比的OFDM信号，对发送端和接收端的功率放大器和A/D变换器的线性度要求较高，且发送效率较低。解决方法一般有下述三种途径：
⑴信号失真技术采用峰值修剪技术和峰值窗口去除技术，使峰值振幅值简单地非线性去除；
⑵采用编码方法将峰值功率控制和信道编码结合起来，选用合适的编码和解码方法，以避免出现较大的峰值信号；
⑶扰码技术采用扰码技术，对所产生OFDM信号的相位重新设置，使互相关性为0，这样可以减少OFDM的PAPR。这里所采用的典型方法为PTS和SLM。 为了对抗无线衰落信道中的随机错误和突发错误，通常采用信道编码和交织技术。OFDM系统本身具有利用信道分集特性的能力，一般的信道特性信息已被OFDM调整方式本身所利用，可以在子载波间进行编码，形成编码的OFDMCOFDM即把OFDM技术与信道编码、频率时间交织结合起来，提高系统的性能，其编码可以采用各种码（如分组码和卷积码）。
现状及其发展方向：OFDM技术良好的性能使其在很多领域得到了广泛的应用，如：HDSL、ADSL、VDSL、DAB和DVB，无线局域网IEEE802.11a和HIPERLAN2，以及无线城域网IEEE802.16等系统中。而在4G中，一方面带宽作为移动通信中非常希缺的资源，另一方面未来的移动通信对服务质量、服务的多样性及传输速率要求越来越高，使得OFDM将得到更广泛的应用。