OFDM技术在移动通信系统中的应用

王作栋

【摘要】 近年来，OFDM技术应用广泛。本文阐述了OFDM技术概念、工作原理、工作特点和OFDM技术在移动数据通信中的应用。

【关键词】 OFDM 数据 移动通信 技术

最近几年，无线技术被越来越多的人熟知和使用。人们通过无线技术发送、接收、传播消息，进行远程控制、远程操作等，但从通信的实质上来说，有线技术与无线技术的根本区别在于传输信息的信道采用的方式和介质不同。OFDM技术是在移动通讯领域中大多用于无线技术。

一、OFDM技术概念及工作原理

OFDM称为正交频分复用技术，它的基本原理是将指定的传送信息的物理通道划分成多个子信道，这些信道划分时采用的是正交的方法，在这些子信道中，每个子信道都有一个子载波用来启到调制作用，每个子信道的子载波间是并行的，因为这样就可以使速度较高的数据信号成功的转换相对较低的数据信号，这样的技术就是OFDM技术。OFDM技术主要是用来解决码间相互干扰的问题，在子载波通过无线信道到达接收端时有时会受到多径效应的干扰致使子信道间不在保持正交的状态，所以在信息发送之前可以在码元间加入保护间隔。

二、OFDM技术的特点

2.1 OFDM技术的优点

OFDM技术的优点如下：（1）信道窄但发出信息量大。利用OFDM技术可以一次性将相关无线信道划分为若干个带宽较窄的子信道，可以同时划分若干个数字信号，这就促使了即使带宽较窄也可以发出很大的信息量，而且也可以在有干扰信号的环境下正常的运行，其抗干扰能力也很强。（2）对频谱资源利用的充分。由于各子信道间采用的是正交的方法，在相邻信道的子载波中，子载波间的频谱有一半是各自相互覆盖的，这就大大的提高了频谱资源的使用效率。（3）可以对干扰载波进行自动监控并对干扰载波进行调制，使其他载波可以正常的运行，保证了运行的效率。（4）可以抵抗频率选择性衰落。由于OFDM技术是将指定的传送信息的物理通道划分成多个子信道，子信道的带宽是小于相关带宽的，这样原来带宽的选择性衰落就可以看作是相对平坦的衰落。这就间接的抵抗了频率选择性衰落。

2.2 OFDM技术的缺点

OFDM技术的缺点如下：（1）很容易被频率偏差影响。由于相邻信道的子载波中，子载波间的频谱有一半是各自相互重叠的，这就要求其在对相关无线信道进行划分时，必须要保证好各子信道的正交性，但由于无线信道内的环境有时相对不稳定，在信息的发送和接收过程中经常会出现无线信号频率偏移的现象，这就会促使子信道间的信号相互干扰。（2）具有较高峰值平均功率比。由于相关的无线信道被划分成若干个子信道，信息会在子信道进行输入与传输，子信道输出的结果是若干个子信号的叠加。由于信号叠加，其平均功率就会远远小于叠加后的功率，从而导致了产生较大峰值功率比的现象。

三、OFDM技术在移动通信中的应用

3.1 在B3G移动通信中系统的应用

现今，3G业务和3G服务被人们广泛的使用，B3G移动通信系统又称为超3G移动系统，它可以使人们不再受移动蜂窝网的限制，与3G相比，B3G速度更快，其服务的数据型更加全面，服务范围更加的广泛，它采用的互联网为IPv6互联网，也运用了移动网络，多输入多输出的多天线技术和OFDM技术等来提高网络性能。

B3G移动通信系统中的高速下行分组接入网络就是运用的OFDM技术传输速度较高的业务。因为OFDM技术是通过若干个子载波进行传送的，这就降低了多径传播带来的影响，B3G可以通过这一优点来实现对动态频域进行资源的分配。多用户分集和频率分集的利用率也会有所提高，将系统的性能达到最佳状态。有时OFDM技术还会与多输入多输出的多天线技术相结合，在一定程度上多天线技术可以抗多径衰落。OFDM技术与多天线技术的结合使用会促进B3G系统的通信质量增强。

3.2 在B4G移动通信系统中的应用

OFDM技术移动通信系统的核心技术，在4G移动通信系统中是必不缺少的技术，现今研究出来的将要在未来应用于4G移动通信网络中的OFDM技术有W-OFDM技术、v-OFDM技术、MIMO-OFDM技术等。W-OFDM技术也称为宽带-正交频分复用技术。在W-OFDM加入已经知道的数据，这样不仅可以降低频率选择性衰落的影响，还可以提高其容忍度。v-OFDM技术又叫做矢量-正交频分复用技术，它主要是利用信号的发射来提高带宽MIMO-OFDM技术，它利用多发射和多接收天线进行空间分集的技术，每個发送天线在同一时间发送的所有信号占用同一频段，这样不增加宽带也可以提高频谱的利用率。OFDM技术经常会与MIMO-OFDM技术相结合来使用，因为可以提高系统的综合性能和效率，也符合4G移动通信系统的发展要求。

四、总结

OFDM技术可以满足B3G移动通信系统和4G移动通信系统的发展要求。但OFDM技术也是有缺点的，所以，在今后通信技术的研究中，还要找到能突破OFDM技术缺点的办法，使其更好的得以利用。