2。2  OFDM的主要特点

近几年来，OFDM技术备受瞩目，原因在于其诸多优点：

1）高速率数据流经过串并转换后，子载波上的数据符号周期增大，无线信道的时间弥散性带来的符号间干扰(ISI，Inter Symbol Interference) 则得到有效地控制，也降低了接收机内均衡的复杂度，甚至可以仅通过插入循环前缀来消除ISI的不利影响[2]。

2）各个子载波相互正交，因此允许子信道的频谱存在重叠，与需留出足够保护频带的传统频分多路传输系统相比，它能最大限度地利用频谱资源[3]，如图2。1所示。且当子载波个数很大时，其频谱利用率趋近于。

图2。1  FDM与OFDM带宽利用率的比较

3）子信道的调制和解调可以通过DFT和离散傅里叶逆变换(IDFT，Inverse Discrete Fourier Transform)实现，对于子载波数很大的系统，可以采用FFT来实现[4]。而随着DSP技术和大规模集成电路技术的发展，IFFT和FFT的实现都不再是难题。

4）通常，无线数据传输业务是非对称的，这要求物理层支持的高速率数据传输具有非对称性，OFDM系统则能满足要求——通过使用不同数量的子信道达到要求。

5）OFDM与其他接入方法的结合能构成OFDMA系统，且较易被实现，如正交频分复用时分多址(OFDM-TDMA)[5]、多载波码分多址(MC-CDMA，Multi Carrier-Code Division Multiple Access)以及跳频OFDM等，使多个用户可以同时利用OFDM技术进行信息传输。论文网

OFDM技术具有巨大优势的同时，也存在着不足：

1）子信道的频谱相互重叠对子载波间的正交性有着严格的要求，一旦不满足要求，系统就极易受频率偏差的影响。然而正交性极易被破坏，无线信道的时变性、发送机与接收机的本振频差等都会导致子信道间干扰(ICI，Inter-Channel Interference)。系统对频率偏差的敏感性是其主要缺点之一。

图2。2  频偏造成OFDM系统产生载波间干扰

2）前文提及系统输出其实是多个叠加的子载波信号，若这些信号中，一些信号的相位一致，那么系统输出的瞬时功率就远高于其平均功率，出现峰值平均功率比(PAPR，Peak-to-Average Power Ratio)过高的情况，使A/D和D/A的复杂度提高、射频功率放大器的效率降低。同时，信号的峰值会被放大器的最大输出功率限制，相邻频段之间产生干扰。

图2。3  N=4，承载数据为d=(1,1,1,1)时，四个载波的独立波形和迭加后的信号

3）过大的PARA对非线性放大非常敏感，因此放大器所需的线性范围与单载波系统相比要更宽，是以可能产生信号畸变，然后会破坏子信道间的正交性，使系统性能恶化。

综上而言，OFDM技术的主要特点可进一步概括为：①频分复用；②分频载波的正交特性；③高频谱有效性；④抗时散特性；⑤基于FFT的低成本接收机；⑥MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术易于使用。

2。3  OFDM的应用现状与前景

目前为止，OFDM是实现复杂度最低、应用最广的多载波传输方案，但最初在20世纪60年代，其实际应用于高频军事通信系统。20世纪90年代，欧洲和澳大利亚开始在数字音频广播(DAB)、高清晰度数字电视(HDTV)以及无线局域网(WLAN)等领域应用OFDM。其中，DAB是在AM和FM等模拟广播基础上发展而来，目的是提供CD级别的音质以及其他新型数据业务。欧洲电信标准化协会(ETSI，European Telecommunications Standards Institute)于1995年制定了DAB标准，也是第一个使用OFDM的标准。

过去这些年，由于该调制技术的各显著特点，它被普遍应用于高比特率数字用(HDSL，High-speed Digital Subscriber Line)、非对称数字用户线(ADSL，Asymmetric Digital Subscriber Line)、超高速数字用户线(VDSL，Very High Speed Digital Subscriber Line)、数字音频广播和数字视频广播等方面。OFDM应用于ADSL时被视为离散多音频调制(DMT Modulation)技术，可在1MHz带宽内提供高达的传输速率。