一、OFDM技術定義

　　OFDM是 Orthogonal Frequency Division Multiplexing的縮寫，即正交頻分復用，是一種無線環境下的高速傳輸技術，也可以看作一種特殊的FDM形式。OFDM 技術的主要思想就是在頻域內將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調制，并且各子載波并行傳輸。

　　對于移動通信，其信道的頻率響應曲線大多是非平坦的，具有頻率選擇性，但是每個子信道而言又是相對平坦的，在每個子信道上進行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相應帶寬，因此就可以大大消除信號波形間的干擾。由于這種技術具有在雜波干擾下傳送信號的能力，因此常常會被利用在容易外界干擾或者抵抗外界千擾能力較差的傳輸介質中。

　　二、OFDM基本原理

　　通常的數字調制都是在單個載波上進行，如PSK、QAM等。這種單載波的調制方法易發生碼間干擾而增加誤碼率，而且在多徑傳播的環境中因受瑞利衰落的影響而會造成突發誤碼。若將高速率的串行數據轉換為若干低速率數據流，每個低速數據流對應一個載波進行調制，組成一個多載波的同時調制的并行傳輸系統。這樣將總的信號帶寬劃分為N個互不重疊的子通道（頻帶小于Δf），N個子通道進行正交頻分多重調制，就可克服上述單載波串行數據系統的缺陷。

　　在向B3G/4G演進的過程中，OFDM是關鍵的技術之一，可以結合分集，時空編碼，干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術，最大限度的提高了系統性能。包括以下類型：V-OFDM， W-OFDM， F-OFDM， MIMO-OFDM，多帶-OFDM。

　　OFDM中的各個載波是相互正交的，每個載波在一個符號時間內有整數個載波周期，每個載波的頻譜零點和相鄰載波的零點重疊，這樣便減小了載波間的干擾。由于載波間有部分重疊，所以它比傳統的FDMA提高了頻帶利用率。

　　在OFDM傳播過程中，高速信息數據流通過串并變換，分配到速率相對較低的若干子信道中傳輸，每個子信道中的符號周期相對增加，這樣可減少因無線信道多徑時延擴展所產生的時間彌散性對系統造成的碼間干擾。另外，由于引入保護間隔，在保護間隔大于最大多徑時延擴展的情況下，可以最大限度地消除多徑帶來的符號間干擾。如果用循環前綴作為保護間隔，還可避免多徑帶來的信道間干擾。在過去的頻分復用（FDM）系統中，整個帶寬分成N個子頻帶，子頻帶之間不重疊，為了避免子頻帶間相互干擾，頻帶間通常加保護帶寬，但這會使頻譜利用率下降。為了克服這個缺點，OFDM采用N個重疊的子頻帶，子頻帶間正交，因而在接收端無需分離頻譜就可將信號接收下來。

　　OFDM系統的一個主要優點是正交的子載波可以利用快速傅利葉變換（FFT/IFFT）實現調制和解調。對于N點的IFFT運算，需要實施N^2次復數乘法，而采用常見的基于2的IFFT算法，其復數乘法僅為（N/2）log2N，可顯著降低運算復雜度。

　　在OFDM系統的發射端加入保護間隔，主要是為了消除多徑所造成的ISI。其方法是在OFDM符號保護間隔內填入循環前綴，以保證在FFT周期內OFDM符號的時延副本內包含的波形周期個數也是整數。這樣時延小于保護間隔的信號就不會在解調過程中產生ISI。由于OFDM技術有較強的抗ISI能力以及高頻譜效率，2001年開始應用于光通信中，相當多的研究表明了該技術在光通信中的可行性。

　　三、OFDM技術優點

　　1.抗衰落能力強

　　OFDM把用戶信息通過多個子載波傳輸，在每個子載波上的信號時間就相應地比同速率的單載波系統上的信號時間長很多倍，使OFDM對脈沖噪聲（ImpulseNoise）和信道快衰落的抵抗力更強。同時，通過子載波的聯合編碼，達到了子信道間的頻率分集的作用，也增強了對脈沖噪聲和信道快衰落的抵抗力。因此，如果衰落不是特別嚴重，就沒有必要再添加時域均衡器。

　　2.頻率利用率高

　　OFDM允許重疊的正交子載波作為子信道，而不是傳統的利用保護頻帶分離子信道的方式，提高了頻率利用效率。

　　3.適合高速數據傳輸

　　OFDM自適應調制機制使不同的子載波可以按照信道情況和噪音背景的不同使用不同的調制方式。當信道條件好的時候，采用效率高的調制方式。當信道條件差的時候，采用抗干擾能力強的調制方式。再有，OFDM加載算法的采用，使系統可以把更多的數據集中放在條件好的信道上以高速率進行傳送。因此，OFDM技術非常適合高速數據傳輸。

　　4.抗碼間干擾（ISI）能力強

　　碼間干擾是數字通信系統中除噪聲干擾之外最主要的干擾，它與加性的噪聲干擾不同，是一種乘性的干擾。造成碼間干擾的原因有很多，實際上，只要傳輸信道的頻帶是有限的，就會造成一定的碼間干擾。OFDM由于采用了循環前綴，對抗碼間干擾的能力很強。