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可以利用离散傅里叶反变换/离散傅里叶逆变换(DFT/IDFT)代替多载波调制和解调,而目前,采用DSP或FPGA实现DFT/IDFT的技术已非常成熟和方便。 子载波间正交可以使载波间交叠而彼此间又不会因交叠失真,正交的子载波可通过离散傅里叶变换(DFT)获得(在实际应用中,用快速傅里叶变换FFT)。在接收端,对OFDM符号进行解调的过程中,需要计算这些点上所对应的每个子载波频率的最大值,因为在每个子载波频率最大值处,所有其他子载波的频谱值恰好为0,所以可以从多个相互重叠的子信道符号中提取每一个子信道符号,而不会受到其他子信道的干扰。因此用正交子载波技术可以节省宝贵的频率资源,如图2,图3所示。

图2 传统的频分复用（FDM）多载波技术

图3 OFDM多载波调制技术

（二）OFDM系统的构成及主要功能模块

OFDM系统组成如图1所示。 再做详细一些。

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信源符号隐射串并转换编码交织插入导频IFFT 插保护间隔并串转换发送滤波器\\D\\A 信 宿解符号映射 信道 去交织解码并串转换信道均衡FFT 频串补偿去导频去保护间隔串并转换发送滤波器A\\D \\\\

OFDM系统的构成可根据OFDM数据处理流程分为发送部分的编码器、交

织器、调制映射、串并转换器、子载波调制器、循环前缀、数模转换及接收部分的去除循环前缀、时间与频率同步器、子载波解调器、并串转换器、解调映射、解交织、VB译码器等功能模块。

OFDM系统结构中各部分功能简述如下。

(1)编码器：信道编码采用卷积纠错码、或Reed-Solomon码、维特比码、TURBO码等；

(2)交织器：交织器用于降低在数据信道中的突发错误，分散丢失的比特，达到降低误码率的目的；

(3)调制映射：将符号映射到相应的星座点上。这一过程产生IQ值，随之送到缓冲器存储，准备送到IFFT上进行变换；

(4)串并转换器：用于将串行数据转换为并行数据；

(5)子载波调制器：IFFT快速、高效应用离散傅立叶变换功能生成用于OFDM传输的正交载波。OFDM的核心为IFFT，IFFT调制每一个子信道到高精度的正交载波上，信道化后的数据注入到一个并串缓冲器，串行数据通过加循环前缀和DAC变换为发送做准备；

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图1 OFDM系统的组成

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(6)循环前缀：循环前缀为单个的OFDM符号个体创建一个保护带，可以在信噪比边缘损耗中极大的减少ISI；

(7)时间与频率同步器：接收系统中确定OFDM块有用数据信息的开始时刻，使接收机和发射机的采样时钟频率保持一致，克服频率偏差；

(8)VB译码器：属于概率解码。用来把接收到的卷积纠错编码序列与所有可能的发送序列进行比较，选择一种距离最小的序列作为发送序列。

（三）OFDM的关键技术 1同步技术

在OFDM系统中，N个符号的并行传输会使符号的延续时间更长，因此它对

时间的偏差不敏感。对于无线通信来说，无线信道存在时变性，在传输中存在的频率偏移会使OFDM系统子载波之间的正交性遭到破坏，相位噪声对系统也有很大的损害。

由于发送端和接受端之间的采样时钟有偏差，每个信号样本都一定程度地偏离它正确的采样时间，此偏差随样本数量的增加而线性增大，尽管时间偏差破坏子载波之间的正交性，但是通常情况下可以忽略不计。当采样错误可以被校正时，就可以用内插滤波器来控制正确的时间进行采样。

相位噪声有两个基本的影响，其一是对所有的子载波引入了一个随机相位变量，跟踪技术和差分检测可以用来降低共同相位误差的影响，其次也会引入一定量的信道间干扰（ICI），因为相位误差导致子载波的间隔不再是精确的1/T了。 载波频率的偏移会使子信道之间产生干扰。OFDM系统的输出信号是多个相互覆盖的子信道的叠加，它们之间的正交性有严格的要求。无线信道时变性的一种具体体现就是多普勒频移，多普勒频移与载波频率以及移动台的移动速度都成正比。多普勒展宽会导致频率发生弥散，引起信号发生畸变。从频域上看，信号失真会随发送信道的多普勒扩展的增加而加剧。因此对于要求子载波严格同步的OFDM系统来说，载波的频率偏移所带来的影响会更加严重，如果不采取措施对这种信道间干扰（ICI）加以克服，系统的性能很难得到改善。

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OFDM中的同步通常包括3方面的内容：

①帧检测，②载波频率偏差及校正，③采样偏差及校正。

由于同步是OFDM技术中的一个难点，因此，很多人也提出了很多OFDM同步算法，主要是针对循环扩展和特殊的训练序列以及导频信号来进行，其中较常用的有利用奇异值分解的ESPRIT同步算法和ML估计算法，其中ESPRIT算法虽然估计精度高，但计算复杂，计算量大，而ML算法利用OFDM信号的循环前缀，可以有效地对OFDM信号进行频偏和时偏的联合估计，而且与ESPRIT算法相比，其计算量要小得多。对OFDM技术的同步算法研究得比较多，需要根据具体的系统具体设计和研究，利用各种算法融合进行联合估计才是可行的。OFDM系统对定时频偏的要求是小于OFDM符号间隔的4%，对频率偏移的要求大约要小于子载波间隔的1%～2%，系统产生的3dB相位噪声带宽大约为子载波间隔的0.01%～0.1%。

2功率峰值与均值比（PARP）的解决

OFDM包络的不恒定性可以用PAPR来表示。PAPR（PeaktoAveragePower Ratio）是峰值功率与平均功率之比。PAPR越大，系统的包络的不恒定性越大。因此要改善系统性能，就是要设法减小PAPR。

由于OFDM信号为多个正弦波的叠加，当子载波个数多到一定程度时，由中心极限定理，OFDM符号波形将是一个高斯随机过程，其包络是不恒定的。这种现象在非线性限带信道中是不希望出现的，经非线性放大器后，包络中的起伏虽然可以减弱或消除，但与此同时却使信号频谱扩展，其旁瓣将会干扰临近频道的信号。这在OFDM系统中将引起相邻信道之间的干扰，破坏其正交性。一般而言，发射机中的高频放大器HPA具有很强的非线性特征。为了不使频谱扩展得太厉害，HPA必须工作在有很大回退量（BacKOFf）的状态，这样会浪费很大功率。因此如果没有改善OFDM对非线性的敏感性的措施，OFDM技术将不能用于使用电池的传输系统，如手机等移动设备。一般通过以下几种技术解决。 （1）限幅（Clipping）技术：是一种简单而有效的降低PAPR的方法，但是它可以导致带内信号的失真和带外频谱弥散，从而使误码率性能恶化。高速率编码是一种对信码进行的简单编码，它可以从统计特性上降低大的PAPR出现的概

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