寬帶無線接入中OFDM前景廣闊

OFDM（OrthogonalFre-quencyDivisionMultiplexing正交頻分復(fù)用）采用一種不連續(xù)的多音調(diào)技術(shù)，將被稱為載波的不同頻率中的大量信號合并成單一的信號，從而完成信號傳送。由于這種技術(shù)具有在雜波干擾下傳送信號的能力，因此常常會(huì)被利用在容易受外界干擾或者抵抗外界干擾能力較差的傳輸介質(zhì)中。OFDM的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)有近40年的歷史，目前已被廣泛應(yīng)用于廣播式的音頻、視頻領(lǐng)域和民用通信系統(tǒng)，主要的應(yīng)用包括ADsL、ETSI標(biāo)準(zhǔn)的數(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）、寬帶無線接入（BWA）等。



　　OFDM可以應(yīng)用于速率高于10Mb/s的寬帶無線接入系統(tǒng)。然而，在寬帶無線接入領(lǐng)域，一些公司開發(fā)的技術(shù)雖然都基于OFDM，但有各自的特色，形成一些專利技術(shù)，如VectorOFDM（VOFDM）、WidebandOFDM（WOFDM）、flash－OFDM等。另外，目前在OFDM領(lǐng)域已有兩大陣營：寬帶無線Internet論壇（BWIF）和OFDM論壇，它們力圖使自己的OFDM模式成為標(biāo)準(zhǔn)。而實(shí)際上，這幾個(gè)主要的OFDM技術(shù)具有不同的特點(diǎn)，因此在應(yīng)用場合方面也各有不同。



（1）VOFDM



　　VOFDM技術(shù)通過在OFDM傳輸系統(tǒng)中采用陣列天線實(shí)現(xiàn)空間分集，提高了信號質(zhì)量，是聯(lián)合OFDM和空時(shí)處理而得到的一種新技術(shù)。它利用了時(shí)間、頻率和空間三種分集技術(shù)，使無線系統(tǒng)對噪聲、干擾、多徑的容限大大增加。



　　VOFDM實(shí)現(xiàn)主要包括以下功能模塊：OFDM模塊，實(shí)現(xiàn)可編程控制的系統(tǒng)數(shù)據(jù)率和時(shí)延擴(kuò)展容限；信道估計(jì)模塊，采用突發(fā)模式的訓(xùn)練序列；同步模塊，實(shí)現(xiàn)魯棒的系統(tǒng)定時(shí)和頻率恢復(fù)；空域處理，用作干擾刪除和發(fā)送、接收分集；編碼，采用級連的卷積碼和Reed－Solomon碼。



　　把OFDM和智能天線相結(jié)合的技術(shù)除了VOFDM外，還有美國Iospan公司開發(fā)的MIMOOFDM技術(shù)。業(yè)界廣泛的共識是在下一代寬帶無線接入系統(tǒng)中使用多天線技術(shù)，多天線技術(shù)能在有地形障礙，如樹、建筑物等條件下，提供可靠的高速寬帶業(yè)務(wù)。



（2）WOFDM



　　WOFDM是IEEE802.11a的基礎(chǔ)，WOFDM通過擴(kuò)頻和前向糾錯(cuò)碼，降低了惡劣信道的影響，它把信道估計(jì)與Reed－Solomon算法配合使用，使糾錯(cuò)能力增加一倍。為降低信號的峰值－平均電平比，WOFDM采用了隨機(jī)相位的信號白化技術(shù)，通過對每個(gè)WOFDM符號乘以一個(gè)收發(fā)端已知的復(fù)向量，該向量具有單位幅度和相位，弱化了發(fā)射信號的變化，降低了信號動(dòng)態(tài)范圍，使系統(tǒng)對射頻功率放大器線性度要求降低。WOFDM頻譜利用率高，用16QAM調(diào)制的商用WOFDM系統(tǒng)目前可到3.2b/s/Hz的頻譜利用率。



　　WOFDM最初推出的ASIC芯片數(shù)據(jù)速率為32Mb/s，調(diào)制方式為16QAM。如果把速率升至45Mb/s，只要改變DSP中的軟件、選擇64QAM的調(diào)制方式即可，無須改變硬件。WOFDM目前已用作點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)的無線接入解決方案。



（3）flash-OFDM



　　相對VOFDM、WOFDM而言，flash－OFDM的特點(diǎn)是能在移動(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。上下行鏈路是數(shù)百個(gè)子信道組成的寬帶載波（擴(kuò)頻的OFDM），傳輸數(shù)據(jù)時(shí)給每個(gè)用戶分配子信道。每個(gè)子信道采用了自適應(yīng)調(diào)制和先進(jìn)的編碼技術(shù)，其頻譜利用率比CDMA2000系統(tǒng)高3倍。flash－OFDM利用快速跳頻技術(shù)把信號擴(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。空中接口采用分組業(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。它的功能包括把IP包分割/重組成數(shù)百個(gè)比特的OFDM塊；采用ARQ大大降低話音的時(shí)延；提供豐富的IPQoS應(yīng)用接口等。



　　網(wǎng)絡(luò)層提供MAC層和骨干網(wǎng)的接口，它可支持IP會(huì)話管理，管理多種工作模式，如flash－OFDM/802.11、flash－OFDM/Bluetooth雙模，可實(shí)現(xiàn)基站、移動(dòng)臺和用戶的授權(quán)、認(rèn)證，另外，還提供與AAA系統(tǒng)的接口、路由管理、數(shù)據(jù)加密等。



　　移動(dòng)層功能包括IP地址分配、切換管理、基站間通信等。系統(tǒng)對移動(dòng)性支持的關(guān)鍵是當(dāng)用戶從一個(gè)BS移動(dòng)到另一個(gè)BS時(shí)，能跟隨用戶，同時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)連接和IP地址。它的移動(dòng)管理能力解決方案基于移動(dòng)IP和漫游時(shí)支持切換，切換過程能保證沒有分組丟棄。



　　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)營商的需要，易于部署和網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。



　　另外，在新一代WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，美國的IEEE802.11a和歐洲ETSI的HiperLAN/2中均采用了OFDM技術(shù)。IEEE802.11a工作在5GHz頻帶，速率可達(dá)54Mb/s，HiperLAN/2最高速率與IEEE802.11a相同，在實(shí)際應(yīng)用最低也能保持在20Mb/s左右。 　　




摘自　人民郵電報(bào)