OFDM：開(kāi)辟無(wú)線技術(shù)的新領(lǐng)地

　　正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)是一種多載波數(shù)字通信調(diào)制技術(shù)。它由多載波調(diào)制（MCM）技術(shù)發(fā)展而來(lái)。美國(guó)軍方在上世紀(jì)60年代就建造了世界上第一個(gè)MCM系統(tǒng)，并隨后衍生出采用多個(gè)子載波和頻率重疊技術(shù)的OFDM系統(tǒng)。但在之后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，OFDM技術(shù)的發(fā)展遇到了很多似乎難于解決的問(wèn)題。首先，OFDM要求各個(gè)子載波之間相互正交，盡管理論上發(fā)現(xiàn)采用快速傅立葉變換（FFT）可以很好地實(shí)現(xiàn)這種調(diào)制方式，但實(shí)際上，如此復(fù)雜的實(shí)時(shí)傅立葉變換設(shè)備在當(dāng)時(shí)是根本無(wú)法完成的。此外，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)振蕩器的穩(wěn)定性以及射頻功率放大器的線性要求等因素也都是OFDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)的制約條件。



　　20世紀(jì)80年代以來(lái)，大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展解決了FFT的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，隨著DSP芯片技術(shù)的發(fā)展，格柵編碼（TrellisCode）技術(shù)、軟判決技術(shù)（SoftDecision）、信道自適應(yīng)技術(shù)等的應(yīng)用，OFDM技術(shù)開(kāi)始從理論向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化。20世紀(jì)90年代，OFDM開(kāi)始被歐洲和澳大利亞應(yīng)用于廣播信道的寬帶數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻廣播（DAB）、高清晰度數(shù)字電視（HDTV）和無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）等。此外，還由于其具有更高的頻譜利用率和良好的抗多徑干擾能力，也被看作第四代移動(dòng)通信的核心技術(shù)之一。



　　OFDM技術(shù)良好的性能使得它在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。歐洲的數(shù)字音頻廣播（DAB）系統(tǒng)使用的就是OFDM調(diào)制技術(shù)。其試驗(yàn)系統(tǒng)已在運(yùn)行，并且明顯地改善了移動(dòng)中接收無(wú)線廣播的效果，很快吸引了大量聽(tīng)眾。歐洲的一些部門正在開(kāi)發(fā)用于DAB的成套芯片，它將使OFDM接收機(jī)的價(jià)格大大降低，市場(chǎng)前景非常看好。



　　很多國(guó)家的全數(shù)字高清晰度電視傳輸系統(tǒng)（DVB－T）也采用了OFDM技術(shù)。1997年，歐洲D(zhuǎn)VB－TCOFDM系統(tǒng)是歐洲數(shù)字電視廣播（DVB）系列標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)字地面電視廣播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)使用COFDM調(diào)制方式，把傳輸比特分割到數(shù)千計(jì)的低比特率子載波上。日本1999年提出的地面綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播（ISDB－T）也采用OFDM技術(shù)，即：ISDB－TOFDM。從目前的研發(fā)情況來(lái)看，由于OFDM具有很高的頻譜利用率和抗干擾能力，能夠很好地滿足電視系統(tǒng)的傳輸要求。



　　在無(wú)線局域網(wǎng)領(lǐng)域，IEEE802.11a于1999年通過(guò)了一個(gè)5GHz的無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，其中OFDM調(diào)制技術(shù)被作為它的物理層標(biāo)準(zhǔn)。ETSI的寬帶無(wú)線接入網(wǎng)（BRAN）項(xiàng)目HyperLan2也把OFDM定為它的調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。在未來(lái)的寬帶接入系統(tǒng)中，OFDM會(huì)是一項(xiàng)基本技術(shù)。



　　還有很多公司對(duì)OFDM與CDMA系統(tǒng)的融合，即MC－CDMA很感興趣。與普通的DS－CDMA相比，MC－CDMA系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如更大的靈活性、高容量、高性能、高抗干擾性等等。



　　隨著IEEE802.11a協(xié)議、ETSIBRAN和各種多媒體應(yīng)用對(duì)OFDM的引入，世界各國(guó)許多大公司和研究團(tuán)體認(rèn)識(shí)到了OFDM技術(shù)的應(yīng)用前景。1999年，在Wi－LAN、Philip等公司的邀請(qǐng)下，來(lái)自世界六十多家公司的一百多名代表經(jīng)過(guò)討論成立了一個(gè)世界性的組織——OFDM論壇，專門討論OFDM在技術(shù)上、市場(chǎng)推廣上的各方面問(wèn)題，進(jìn)一步推動(dòng)OFDM技術(shù)的商用化。現(xiàn)在OFDM論壇的成員已增加到46個(gè)會(huì)員，其中15個(gè)為主要會(huì)員。我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部也已參加了OFDM論壇。2000年11月，OFDM論壇的固定無(wú)線接入工作組向IEEE802.16.3的無(wú)線城域網(wǎng)委員會(huì)提交了一份建議書(shū)，提議采用OFDM技術(shù)作為IEEE802.16.3城域網(wǎng)的物理層（PHY）標(biāo)準(zhǔn)。



　　2001年8月31日，信息產(chǎn)業(yè)部無(wú)線電管理局批準(zhǔn)中國(guó)網(wǎng)通開(kāi)展OFDMA固定無(wú)線接入系統(tǒng)試驗(yàn)。該試驗(yàn)系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)通并進(jìn)行了必要的測(cè)試和業(yè)務(wù)演示。



　　與目前的各種移動(dòng)通信技術(shù)相比，采用OFDM技術(shù)的移動(dòng)系統(tǒng)的接入速率有很大提高。其下行速率可以達(dá)到8Mb/s、上行速率達(dá)到512kb/s，接入速率超過(guò)了第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)在靜止情況下所要求的傳送能力。對(duì)該試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行的移動(dòng)性測(cè)試表明，終端在移動(dòng)速度70公里/小時(shí)的情況下，接入下行能夠保持600kb/s的接入速率。另外從系統(tǒng)無(wú)線性能等方面考察，在相鄰信道泄漏功率比（ACLR）參數(shù)上與3GPP提出的指標(biāo)相比，性能已經(jīng)優(yōu)于3GPP的要求。



　　OFDM技術(shù)由于其頻譜利用率高、成本低等原因越來(lái)越得到人們的關(guān)注。隨著人們對(duì)于通信數(shù)據(jù)化、寬帶化、個(gè)人化和移動(dòng)化的需求，OFDM技術(shù)在固定無(wú)線接入領(lǐng)域和移動(dòng)接入領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越得到廣泛的應(yīng)用。




摘自《人民郵電報(bào)》