OFDM的前史要追溯到20世纪60年代中期，其时R．w．Chang宣布了关于带限信号多信道组成的论文。他描绘了发送信息可一起经过一个线性带限信道而不受信道问搅扰(ICI)和符号间搅扰(。ISI)的原理。尔后不久，Saltzberg完结了功用剖析。他提出规划一个有用并行体系的战略应该是会集在削减相邻信道的穿插搅扰(crosstalk)而不是完结单个信道，因为前者的影响是决议性的。

　　1970年，OFDM的专利宣布，其基本思想便是经过选用答应子信道频谱堆叠，但又彼此间不影响的频分复用(FDM)的办法来并行传送数据，不只无需高速均衡器，有很高的频谱运用率，并且有较强的抗脉冲噪声及多径式微的才干。OFDM前期的运用有ANIGSC-1O(KATH-RYN)高频可变速率数传调制解调器(Modem)。该Mo-dem运用34路子信道并行传送34路低速数据，每个子信道选用相移键控(PSK)调制，且各子信道载波彼此正交，距离为84 Hz。可是在前期的OFDM体系中，发信机和相关接纳机所需的副载波阵列是由正弦信号产生器产生的，且在相关接纳时各副载波需求精确地同步，振振有词当子信道

　　对OFDM做首要奉献的是Weinstein和Ebert在1971年的论文，Weinstein和Ebert提出运用离散傅里叶改换(Discrete Fourier Transform，DFT)，完结OFDM体系中的悉数调制和解调功用的主张。振振有词简化了振荡器阵列以及相关接纳机中本地载波之间的严厉同步的问题，为完结OFDM的全数字化计划作了理论上的兢兢业业。用离散傅里叶改换(DFT)完结基带调制和解调，这项作业不是会集在单个信道，而是旨在引进消除子载波间搅扰的处理办法。为了抗ISI和ICI，他们在时域的符号和升余弦窗之间用了维护时刻，但在一个时刻弥散信道上的子载波间不能确保杰出的正交性。

　　另一个首要奉献是Peled和Ruiz在1980年的论文，他引进了循环前缀(Cyclic Prefix，CP)的概念，处理了正交性的问题。他们不必空维护距离，而是用OFDM符号的循环扩展来填充，这可有用地模仿一个信道完结循环卷积，这意味着当CP大于信道的脉冲响应时就能确保子载波间的正交性，但有一个问题便是能量丢失。

　　跟着VLSI的迅速发展，现已呈现了高速大阶数的FFT专用芯片及可用软件快速完结FFT的数字信号处理(DSP)的通用芯片，且价格低廉，使运用FFT来完结OFDM的技能成为可能。1981年Hirosaki用DFT完结的OFDM调制技能，粗豪成功了16QAM多路并行传送19.2 kb/s的电话线Modem。而在无线移动信道中，虽然存在着多径传达及多普勒频移所引起的频率挑选性式微和瑞利式微，但OFDM调制仍是能够减轻瑞利式微的影响。这是因为在高速串行传送码元时，深式微会导致邻近的一串码元被严重破坏，构成突发性误码。而与串行办法不同，OFDM能将高速串行码流通变成许多低速的码流进行并行传送，使得码元周期很长，即远大于深式微的持续时刻，振振有词当呈现深式微时，并行的码元仅仅家常便饭的受损，经过纠错就能够康复。别的关于多径传达引起的码间串扰问题，其处理的计划是在码元间刺进维护空隙，只需维护空隙大于最大的传达时延时刻，码间串扰就能够完全防止。

　　正依据此，1984年，Cimini提出了一种适于无线信道传送数据的OFDM计划。其特点是调制器发送的子信道副载波调制的码型是方波，并在码元间刺进了维护空隙。虽然各子信道的频谱为sin x/x形，但因为码元周期很长，单路子信道所占的频带很窄，振振有词坐落信道频率边际的子信道的拖尾，对整个信道带宽影响不大，能够防止多径传达引起的码间串扰。一起因为省去了升余弦滤波器，使完结的计划十分简略，因尔后来的大多数OFDM计划都是以此为原形完结的。

　　20世纪90年代，OFDM的运用又触及到了运用移动调频(FM)和单边带(SSB)信道进行高速数据通讯、陆地移动通讯、高速数字用户环路(HDSL)、非对称数字用户环路(ADSL)、超高速数字用户环路(VHDSL)、数字音频播送(DAB)及高清晰度数字电视(HDTV)和陆地播送等各种通讯体系。1991年，Casas提出了OFDM/FM的计划，可运用现有的调频体系进行数据传输。

　　OFDM是一种高效的数据传输办法，其基本思想是在频域内将给定信道分红许多正交子信道，在每个子信道上运用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。这样，虽然总的信道对错平整的，具有频率挑选性，可是每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，振振有词就能够大大消除信号波形间的搅扰。OFDM相关于一般的多载波传输的不同之处是他答应子载波频谱部分堆叠，只需满意子载波问彼此正交，则能够从混叠的子载波上别离出数据信号。因为OFDM答应子载波频谱混叠，其频谱功率大大提高，振振有词是一种高效的调制办法。

　　OFDM最简略的调制和解调结构如图1(a)，图1(b)所示。为了表达简略，疏忽了在通讯体系中常用的滤波器。

　　其间Cn,k是第n个信号距离的第k个子载波的发射符号，每个周期Ts，N是OFDM子载波数，fk是第k个子载波的频率，f0是所用的最低频率。

　　振振有词Fn(t)对应于符号组Cn,k(k=O，1，…，N-1)，每个都是在相应子载波fk上调制发送。

　　为了使一个OFDM体系实用化，可用DFT来完结调制和解调。经过对式(1)和式(4)的低通等效信号用采样速率为N倍的符号速率1/Ts进行采样，并假定f0=0(即该载波频率为最低子载波频率)，则OFDM帧可表示为：

　　这样，关于一个固定乘性因子N，采样OFDM帧可经过离散傅里叶反改换(Inverse Discrete Fourier Trans-form，IDFT)来产生(调制进程)，而原始的发送数据可经过离散傅里叶改换(DFT)康复出来(解调功用)。图2给出依据FFT的OFDM通讯体系。

　　OFDM体系对守时和频率偏移灵敏，特别是实践运用中与其他多址办法结合运用时，时域和频率同步显得尤为重要。与其他数字通讯体系相同，同步分为捕获和盯梢两个阶段。在下行链路中，基站向各个移动终端播送发送同步信号，所以，下行链路同步相对简略，较易完结。在上行链路中，来自不同移动终端的信号有必要同步抵达基站，才干确保子载波间的正交性。基站依据各移动端发来的子载波带着信息进行时域和频域同步信息的提取，再由基站发回移动终端，以便让移动终端进行同步。详细完结时，同步将分为时域和频域同步，也能够时域和频域一起进行同步。本文首要讨论时域同步，时域同步首要有两种，即依据导频(Pilots)和依据循环前缀的同步。

　　在依据导频信息的时域同步办法中，OFDM信号是用调频(FM)的办法发送的。体系保留了一些子信道作为传送导频之用，这些子信道的相位与起伏都是已知的，在履行算法时将对这些子信道进行编码。算法包含3部分：功率检测、粗同步(捕获)和细同步(盯梢)。在功率检测中，接纳端将检测接纳到的信号功率，并将之与门限比较，然后判别OFDM信号是否现已抵达接纳端。在粗同步阶段，经过将接纳信号与存储在本地的仿制的同步信号作相关运算完结守时差错控制在±0.5个抽样值以内。这时的功用还远不行，但这一步将有助于细同步(盯梢)的完结，因为细同步的条件是守时过错很小。在细同步阶段，每个子信道都有其导频信息，每个子信道都由导频信息供给的信道特征进行均衡。因为粗同步现已确保守时过错在±0.5个符号持频时刻以内，信道中的冲激响应就应现已落在CP以内。导频子信道上剩余的相位过错是由守时过错引起的，能够经过线 依据CP的同步

　　因为运用CP，对守时的要求就不那么严厉了。在依据CP的时域同步中，对时域估量器的要求是由CP与信道冲激响应长度之差决议的。假如守时过错(Timing Er-ror，也即时域偏移)较小，使得冲激响应长度小于CP长度，则各子载波之间的正交性仍能够保持。假如冲激响应长度小于CP长度，那么这个时分符号守不时延(即时域偏移)能够认为是由信道引起的一个相位偏移。这个时域偏移将导致子载波星座产生相位旋转，这种相位旋转在频带边际到达最大，相位旋转的巨细能够用信道估量器来估量。假如时延长度大于CP长度，则必然会呈现ISI。

　　因为OFDM信号时域上表现为，N个正交子载波信号的叠加，当这N个信号刚好均以峰值相加时，OFDM信号也将产生最大峰值，该峰值功率是平均功率的N倍。虽然峰值功率呈现的概率较低，但为了不失真地传输这些顶峰一平功率比(PAPR)的OFDM信号，发送端对高功率放大器(HPA)的线性度要求也很高。振振有词，高的PAPR使得OFDM体系的功用大大下降，乃至直接影响实践运用。为了处理这一问题，人们进行了很多的研究作业，其作业首要能够概括为4类：

　　这种办法的基本原理是将OFDM信号的峰值及其邻近区域进行非线性畸变，以减小峰值功率。对超出某一规定值的信号部分进行剪切(clipping)是最简略的非线性畸变处理办法。可是，clipping明显会引起信号的失真然后使体系的误码率功用变差。一起，clipping处理还大大增加带外辐射而搅扰作业在邻近频点的其他体系，并且会下降功率功率。为了削减clipping的带外辐射，能够选用对峰值加窗(peakwindowing)的办法，实践加窗处理能够选用cosine，kaiser和ham-ming等具有较好频谱特性的窗口。为了战胜由clip-ping和peakwindowing处理引起的误码率功用劣化，对话音通讯，一般能够选用有用的信道编解码技能；对数据通讯，再结合运用多种扰码和重发技能，以不同峰值散布的信号传输同一组信息。别的，为了防止非线性畸变处理带来的带外辐射，能够选用与发送信号带宽适当的参阅函数进行峰值撤销(peakcancellation)处理，其实质与clip-ping后再加滤波(filtering)处理的功用适当。

　　这种办法的基本原理是运用不同编码产生PAPR较小的OFDM符号，明显，要求的PAPR越小，可用的码组就越少。他运用一种特别的前向纠错技能除掉高PAPR的OFDM信号，详细触及分组码、格雷(Golay)码和雷德密勒(Reed-muller)码等。Golay码创始了一种结构低PAPR码组的有用办法，并且现已成功地运用于无线ATM体系。别的，Golay码与信道编解码技能结合起来能够构成既有较低PAPR又有较好信道纠检错才干的码组。

　　和部分发送技能，又能够作为信号编码技能的特例，这种办法的基本原理是对输入信号一起进行多种扰码处理，挑选PAPR最小的输出信号发送出去，关于不相关的扰码序列，产生的OFDM信号与其对应的PAPR也是不相关的。所以，假如未经扰码的OFDM符号的PAPR超出某一值的概率为p，那么，经过k种扰码处理并优选后该概率下降到pk。振振有词，符号扰码技能并不确保PAPR下降到某一值以下，而是减小高PAPR产生的概率。挑选映射是对一切子载波进行各自独立的扰码处理，部分发送技能仅对子载波组进行扰码处理。4．4 信号空间扩展技能

　　新近提出的依据信号空间扩展下降PAPR办法，其基本思想是在OFDM调制计划中，经过削减运用的载波数使信号空间得以扩展，然后，挑选其间较低PAPR的组合与发送信号树立

　　联系，然后下降整个OFDM体系的PAPR。该办法的机遇是经过仿真得到不同子载波数N，不同信息速率下的最佳映射表，关于N 较大的状况，相同能够直接经过最佳映射表完结，但仿真运算量巨大，也能够经过N值较小的几个体系并行建立。当然，两种办法的下降PAPR功用和体系误码率功用会有所不同。

　　现在，继3G之后的下一代移动通讯体系4G的技能研究和规范主张作业正在严重打开，世界电信联盟现已着手有关规范的拟定作业。OFDM是一种无线环境下的高速传输技能，适合在多径传达和多普勒

　　的无线移动信道中传输高速数据，能有用对立多径效应，消除ISI和ICI，对立频率挑选性式微，并且信道运用率高，而被遍及认为是下一代移动通讯体系必不可少的技能。但一向困扰其实用化的两个机遇问题是体系同步问题和较高的PAPR问题，本文总述了现在处理OFDM体系的同步问题和PAPR问题的办法，这些办法会对OFDM技能的实用化起到必定的学习效果。

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