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無線通信技術(shù)無疑是當(dāng)今通信領(lǐng)域最活躍的一支力量，一方面公眾移動(dòng)通信保持增長態(tài)勢，特別是在中國等新興國家和地區(qū)增勢強(qiáng)勁；另一方面，除傳統(tǒng)移動(dòng)通信外，全球的寬帶無線接入、無線傳輸?shù)阮I(lǐng)域近來研究和應(yīng)用十分活躍，熱點(diǎn)不斷出現(xiàn)，包括MIMO技術(shù)、HSPA技術(shù)、OFDM技術(shù)、UWB技術(shù)等，呈現(xiàn)百花齊放的局面。這些技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，給整個(gè)無線通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了生機(jī)。
通信技術(shù)發(fā)展的實(shí)質(zhì)實(shí)際上是有關(guān)傳輸介質(zhì)和信道技術(shù)的發(fā)展。隨著近年來人們對(duì)大容量、高速率和安全穩(wěn)定的通信需求不斷膨脹，特別是在無線通信方面，相關(guān)技術(shù)的發(fā)展可謂日新月異。OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)成為其中的一大亮點(diǎn)，從WLAN到WiMAX、Flash－OFDM，從LTE到B3G，再到超寬帶無線通信技術(shù)UWB，OFDM幾乎成了新一代無線通信技術(shù)的標(biāo)志。
事實(shí)上，OFDM并不是現(xiàn)在才發(fā)展起來的新技術(shù)，OFDM技術(shù)的應(yīng)用已有近40年的歷史。在漫長的發(fā)展過程當(dāng)中，人們已經(jīng)研究出如何將OFDM技術(shù)應(yīng)用于高速M(fèi)ODEM，以及無線調(diào)頻信道上的寬帶數(shù)據(jù)傳輸。如今，OFDM技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于廣播式的音頻和視頻領(lǐng)域以及民用通信系統(tǒng)中，主要的應(yīng)用包括ADSL、數(shù)字音頻廣播（DAB）、數(shù)字視頻廣播（DVB）、高清晰度電視（HDTV）、無線局域網(wǎng)（WLAN）等。
成為無線通信發(fā)展新趨勢
OFDM是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，其主導(dǎo)思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸。這樣，盡管總的信道是非平坦的，具有頻率選擇性，但是每個(gè)子信道是相對(duì)平坦的，在每個(gè)子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號(hào)帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬，因此可以大大消除信號(hào)波形間的干擾。由于在OFDM系統(tǒng)中各個(gè)子信道的載波相互正交，于是它們的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，同時(shí)又提高了頻譜利用率。OFDM屬于多載波調(diào)制，但它并不完全等同于MCM。OFDM技術(shù)將信道劃分成正交的子信道，大大提高了頻道利用率，不同于MCM對(duì)信道的一般劃分方法。另外，OFDM之所以備受關(guān)注，其中一條重要的原因是它可以利用離散傅立葉反變換／離散傅立葉變換（IDFT／DFT）代替多載波調(diào)制和解調(diào)。
除了頻譜利用率高之外，OFDM還擁有很多優(yōu)點(diǎn)，使其成為無線通信核心技術(shù)發(fā)展的新趨勢。
首先，由于OFDM將寬帶傳輸轉(zhuǎn)化為很多子載波上的窄帶傳輸，每個(gè)子載波上的信道可以看作水平衰落信道，從而大大降低了接收機(jī)均衡器的復(fù)雜度，使得OFDM在抗多徑衰落方面表現(xiàn)優(yōu)異。其次，它具有很強(qiáng)的帶寬擴(kuò)展性，小到幾百kHz，大到幾百M(fèi)Hz，都很容易實(shí)現(xiàn)。尤其是隨著移動(dòng)通信寬帶化的發(fā)展，OFDM系統(tǒng)對(duì)大帶寬的有效支持，將成為其相對(duì)于CDMA等單載波技術(shù)的明顯優(yōu)勢。再次，OFDM系統(tǒng)可以通過靈活地選擇適合的子載波進(jìn)行傳輸，來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的頻域資源分配，從而充分利用頻率分集和多用戶分集，以獲得最佳的系統(tǒng)性能，具有靈活分配頻譜資源的性能。最后，由于每個(gè)OFDM子載波內(nèi)的信道可看作水平衰落信道，MIMO系統(tǒng)帶來的額外復(fù)雜度可以控制在較低的水平，相對(duì)于單載波MIMO系統(tǒng)由于天線數(shù)量和多徑數(shù)量帶來的復(fù)雜度，OFDM確實(shí)能夠簡單地實(shí)現(xiàn)MIMO的應(yīng)用。
新OFDM技術(shù)促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)
目前，根據(jù)不同組織的不同標(biāo)準(zhǔn)，OFDM技術(shù)主要有VOFDM、WOFDM兩種，它們?cè)谀K化設(shè)計(jì)等方面各有千秋，但是相對(duì)而言，flash－OFDM更代表了移動(dòng)性的特點(diǎn)。flash－OFDM能在移動(dòng)環(huán)境下工作，是一種移動(dòng)寬帶接入Internet解決方案。flash－OFDM采用FDD雙工方式，工作頻段在220MHz～3．5GHz之間，利用快速跳頻技術(shù)把信號(hào)擴(kuò)頻，具有頻率分集能力，減小了同一小區(qū)內(nèi)的用戶間干擾，它同時(shí)具有OFDM和跳頻擴(kuò)頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。除了跳頻外，為解決小區(qū)間干擾，采用了功率控制，用戶只發(fā)射能有效通信的功率�？罩薪涌诓捎梅纸M業(yè)務(wù)，支持全I(xiàn)P通信。flash－OFDM的MAC層不但增強(qiáng)了空中接口的性能，而且支持全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)接口。
從全I(xiàn)P的觀點(diǎn)看，flash－OFDM代表了理想的空中鏈路，支持移動(dòng)性和基于QoS的業(yè)務(wù)。物理層和MAC層為移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)特殊設(shè)計(jì)，基站控制信道的分配，以一定的優(yōu)先級(jí)傳送不同業(yè)務(wù)，如基于IP的話音、視頻會(huì)議等�？罩墟溌肥褂脩魯�(shù)據(jù)率和頻譜利用率得到提高。它是基于IP的分布式網(wǎng)絡(luò)，支持實(shí)時(shí)的交互式業(yè)務(wù)和端到端的IP連接，能滿足業(yè)務(wù)提供商和運(yùn)營商的需求，易于部署和網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。
各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用
盡管OFDM技術(shù)也存在一些內(nèi)在的局限和問題，比如子載波的排列和分配、頻偏問題和相位噪聲、信道估計(jì)和導(dǎo)頻設(shè)計(jì)的復(fù)雜性等，但是它成為一種趨勢的傾向已不可逆轉(zhuǎn)。我們看到，OFDM在各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。
在數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中，數(shù)字音頻廣播（DAB）標(biāo)準(zhǔn)是第一個(gè)正式使用OFDM標(biāo)準(zhǔn)的。另外，當(dāng)前國際上全數(shù)字高清晰度電視傳輸系統(tǒng)中采用的調(diào)制技術(shù)中就包括OFDM技術(shù)，歐洲HDTV傳輸系統(tǒng)已經(jīng)采用了編碼OFDM技術(shù)。它具有很高的頻譜利用率，可以進(jìn)一步提高抗干擾能力，滿足電視系統(tǒng)的傳輸要求。
在無線局域網(wǎng)中，OFDM等技術(shù)開始得到應(yīng)用，以提升WLAN的性能。如802．11a和802．11g采用OFDM調(diào)制技術(shù)，提高了傳輸速率，增加了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。802．11n計(jì)劃采用MIMO與OFDM相結(jié)合，使傳輸速率成倍提高。
OFDM技術(shù)適用于無線環(huán)境下的高速傳輸，不僅應(yīng)用于無線局域網(wǎng)，還在寬帶無線接入（BWA）中得到應(yīng)用。IEEE802．16工作組專門負(fù)責(zé)BWA方面的技術(shù)工作，它已經(jīng)開發(fā)了一個(gè)2GHz～11GHzBWA的標(biāo)準(zhǔn)——IEEE802．16a，物理層就采用了OFDM技術(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)不僅是新一代的無線接入技術(shù)，而且對(duì)未來蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展也具有重要意義。
值得注意的是，為滿足未來無線多媒體通信需求，人們?cè)诩泳o實(shí)現(xiàn)3G系統(tǒng)商業(yè)化的同時(shí)，開始了B3G的研究。從技術(shù)方面看，3G主要以CDMA技術(shù)為核心技術(shù)，而未來移動(dòng)通信系統(tǒng)則以O(shè)FDM技術(shù)最受關(guān)注。在寬帶接入系統(tǒng)中，由于OFDM系統(tǒng)具備良好的特性，將成為下一代蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有力支撐。
技術(shù)的演進(jìn)時(shí)時(shí)都在進(jìn)行，目前正在研發(fā)的3GPPLTE（長期演進(jìn)）技術(shù)也很可能選用OFDM及其改進(jìn)型（下行OFDM、上行DFT－S－OFDM）作為基本多址技術(shù)。另外，近距離通信IEEE802．15．3aUWB技術(shù)的兩個(gè)備選方案之一也采用了多載波OFDM，預(yù)計(jì)未來的B3G技術(shù)也將基于OFDM。種種跡象表明，OFDM技術(shù)正在成為新一代無線通信技術(shù)的新潮流。
