多载波调制
ofdm实现原理
ofdm实现原理OFDM（正交频分复用）是一种多载波调制技术，常用于无线通信系统中。
它的基本原理是将高速数据流分成多个低速子载波，然后将它们正交地叠加在一起进行传输。
OFDM的实现原理可以分为信号分割、子载波调制、并行传输和信号合并几个步骤。
在OFDM系统中，将要传输的高速数据流分成多个低速子载波。
这个过程称为信号分割。
通过将高速数据流分成多个低速子载波，可以降低每个子载波的传输速率，从而减小了信号传输过程中的频率扩展和码间干扰。
常见的分割方法有快速傅里叶变换（FFT）和离散余弦变换（DCT）。
接下来，对每个子载波进行调制。
调制方式可以根据实际需要而定，常见的调制方式有相位调制、振幅调制和正交振幅调制。
调制后的每个子载波携带了一部分原始信号的信息。
这些子载波之间是正交的，即它们的频率相互独立且互不干扰。
然后，将调制后的子载波并行传输。
每个子载波独占一部分频谱，通过并行传输可以充分利用频谱资源。
并行传输还可以提高系统的容量和抗干扰能力。
在并行传输过程中，可以采用不同的调制方式和编码方式，以适应不同的信道环境和传输要求。
将所有子载波的信号合并成一个OFDM信号进行发送。
在接收端，通过反向过程，将接收到的OFDM信号分解成多个子载波，并进行解调和解码，还原出原始的高速数据流。
OFDM的实现原理使得它在无线通信系统中具有很多优势。
首先，它可以有效地抵抗多径干扰。
由于每个子载波的带宽相对较窄，所以在多径传输环境中，不同子载波的传播时延可以被视为相等，从而减小了码间干扰。
其次，OFDM可以充分利用频谱资源。
由于子载波之间是正交的，所以可以将它们紧密地排列在一起，提高频谱利用率。
此外，OFDM还具有较好的抗频偏性能，能够适应高速移动和多用户同时传输的场景。
OFDM通过将高速数据流分割成多个低速子载波，并进行调制和并行传输，实现了高效的无线通信。
它的实现原理使得它在抗干扰、频谱利用和抗频偏等方面具有优势，被广泛应用于各种无线通信系统中。
光纤通信技术中的多载波调制
光纤通信技术中的多载波调制光纤通信技术是现代通讯领域的一个重要应用，其通信速度快、传输距离远等优点使其成为人们进行数据传输的首选方案。
而在光纤通信传输中，多载波调制成为现代通信技术中不可或缺的重要构成部分。
一、多载波调制技术的概念在现代光纤通信中，多载波调制技术主要指的是将多个独立的调制信号通过不同频率的载波合并在一起，进行光信号传输。
这种技术是一种在光纤通信领域中应用广泛的数字调制技术，其工作原理是将多个数字信号经过不同的调制方式进行处理，然后输出相应的频域基带信号，再使用多载波产生若干个频率不同的载波波形，将其与基带信号相乘后合成一个复合信号，在传输信号的时候同时进行传输，达到了提高数据传输速率的目的。
多载波调制技术是一种高效的数字调制技术，因此在现代的光纤通信中得到了广泛的应用。
二、多载波调制技术的原理在光纤通信技术的发展中，多载波调制技术的出现为其带来了新的发展机遇，其实现的原理比较简单，其主要包含的内容如下：1、通过多个数字调制方式对信息信号进行处理。
2、输出基带频域信号。
3、产生多个频率不同的载波波形。
4、将多个频率不同的载波波形与基带频域信号相乘。
5、合成一个复合信号后进行传输。
三、多载波调制技术的应用在现代光纤通信技术中，多载波调制技术不仅可以用来提高数字光纤通信系统的传输速率和传输性能，还可以应用于多信道通信、压缩传输等多个领域，具有非常广泛的应用前景。
另外，针对多载波调制技术的应用，还有许多针对性的技术和算法被提出来，其中比较著名的有正交振幅调制（QAM）和正交频分复用（OFDM）技术等。
四、多载波调制技术的未来展望作为一种数字调制技术，多载波调制技术在未来光纤通信技术的发展中将继续扮演着举足轻重的角色。
因为，随着通信网络的不断发展和需求的日益增长，更高的数据传输速率和质量已经成为了必然的趋势，而多载波调制技术可以在一定程度上满足这一需求，并实现更快更好的光纤传输速率。
预计，未来光纤通信技术中的多载波调制技术会持续发展，相应的技术和算法将会越来越成熟，未来将会在光纤通讯的领域发挥更加重要的作用。
OFDM技术原理及关键技术介绍
OFDM技术原理及关键技术介绍OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 技术是一种常用于无线通信系统中的多载波调制技术。
它使用多个频率分离的正交子载波来传输数据，因此能够提供高速、高带宽的数据传输。
本文将介绍OFDM技术的原理以及一些关键技术。
1.子载波生成：OFDM系统将频谱分成多个频带，每个频带由一个正交子载波组成。
这些子载波在频域上是正交的，这意味着在相邻的子载波之间没有相互干扰。
2.符号映射：在每个子载波上分配一个符号，通常使用调制技术（如相移键控或正交振幅调制）将原始数据映射到每个符号上。
根据数据的可靠性要求，可以选择不同的调制方式。
3.并行传输：所有子载波上的符号同时传输，从而提高了数据传输的速率。
这种并行传输的形式将高速数据流降低到多个低速数据流。
4.保护间隔：为了抵抗多径传播引起的码间干扰，OFDM系统引入了保护间隔。
保护间隔是在子载波之间插入一些零值样点，用于消除码间干扰。
5.并串转换：将所有子载波的符号串行转换为一个连续的复杂数据流，以便在传输媒介上进行传输。
6.接收端处理：接收端对收到的数据进行反向处理，包括串并转换、解调和符号解映射。
最后，通过解调的数据经过去保护间隔处理，得到原始数据。
1.多径传播抑制：在无线通信中，多径传播是一个常见的问题，它会导致码间干扰。
为了抑制多径信号，OFDM系统采用了保护间隔技术。
保护间隔的作用是在相邻子载波之间插入一些零值样点，以减小码间干扰的影响。
2.信道估计和均衡：OFDM系统需要准确地估计信道响应，以便进行均衡处理。
在接收端，需要使用已知的信号进行信道估计，从而提高信号的解调性能。
3.载波同步：OFDM系统中，接收端需要将接收到的复杂数据流转换为并行的子载波，并进行解调。
为了实现这个过程，接收端需要对接收到的数据进行载波同步，以确保每个子载波的频率和相位保持一致。
4. Peak-to-Average Power Ratio（PAPR）控制：OFDM信号在传输中可能产生高峰值功率，这会导致信号的非线性失真。
光通信系统中的多载波调制技术研究
光通信系统中的多载波调制技术研究随着信息技术的飞速发展，光通信系统已经成为现代通信领域不可或缺的重要组成部分。
为了满足越来越大的数据传输需求以及提高传输速度和容量，多载波调制技术成为光通信系统中的关键技术之一。
本文将对光通信系统中的多载波调制技术进行研究，并详细讨论其原理、优势、应用以及未来的发展方向。
一、多载波调制技术的原理多载波调制技术是一种将原始数据信号分布在多个不重叠的子载波频带上的调制技术。
通过在不同载波上同时传输数据，多载波调制技术可以大大提高数据传输速率和容量。
多载波调制技术的原理是将原始信号分成不同频率的子载波，在每个子载波上调制上相应的数据信号，然后将这些子载波通过一定的方法进行组合，最终传输至接收端。
二、多载波调制技术的优势多载波调制技术相较于传统的单载波调制技术具有以下几个优势：1. 高速传输：多载波调制技术能够将原始信号分配到多个独立的子载波上，从而实现高容量的数据传输。
这种技术能够显著提高传输速率和频谱效率，满足日益增长的数据通信需求。
2. 抗干扰能力强：多载波调制技术通过将原始信号分布在多个子载波上，使得各个子载波之间互不干扰。
这种技术能够有效抑制信号传输中的电磁干扰和噪声，提高信号的质量和稳定性。
3. 灵活性高：多载波调制技术可以根据实际需求灵活地分配子载波。
根据不同应用场景，可以动态地调整子载波的数量和频率分配，以满足不同的传输需求。
三、多载波调制技术的应用多载波调制技术在光通信系统中有着广泛的应用。
其中，最常见的应用场景包括：1. 光纤通信：多载波调制技术能够显著提高光纤通信系统的数据传输速率和容量。
通过将原始信号分配到不同的子载波上，光纤通信系统可以实现高速、稳定和可靠的数据传输，满足大规模数据通信的需求。
2. 无线通信：多载波调制技术也被广泛应用于无线通信领域。
通过将原始信号分配到不同的子载波上，无线通信系统能够提高信号的传输速率和容量，提供更好的通信质量和体验。
什么是单载波调制和多载波调制[1]
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什么是单载波调制和多载波调制大家都知道，上海交大的ADTB-T方案和清华的DMB-T方案，双方争论的焦点就是，单载波调制性能优越还是多载波调制性能优越。
因此，在这里还是有必要简单介绍一下，什么是单载波调制和多载波调制。
所谓单载波调制，就是将需要传输的数据流调制到单个载波上进行传送，如：4-QAM （QPSK）、8-QAM、16-QAM、32-QAM、64-QAM、128-QAM、256-QAM或8-VSB、16-VSB等都是单载波调制。
上海交大的ADTB-T方案选用的是单载波调制，在1999年50周年大庆试播的时候，上海交大的ADTB-T方案采用的是8-VSB数字调制，到后来才改为16-QAM数字调制。
QAM调制也叫正交幅度调制，简称正交调幅；因为正交调幅有很多种调制模式，如上面列出的就有7种，一般记为n-QAM，n表示各种调制映射到星座图上的模数。
模数越低，调制和解调电路就越简单，但传输的码率也相应降低，例如：4-QAM的码率为2bit/S，而16-QAM 的码率为4bit/S。
一般，信号传输条件越差，选择的模式就越低，例如：卫星通信只能选择QPSK，而有线电视可选64-QAM和128-QAM，甚至256-QAM；对于地面电视广播，信号发送一般选8-QAM、16-QAM、32-QAM，最高只能选到64-QAM。
正交调幅就是把一序列需要传送的数字信号（2进制码）分成两组，并分别对两组数字信号进行幅度编码，使之变成幅度不同的调制信号，即I信号和Q信号，然后用I信号和Q 信号分别对两个频率相同，但相位正好相差的两个载波进行调幅，最后再把两路调制过的信号合成在一起进行传送。
由于在调制之前已经对输入信号进行过幅度编码，因此，这种调制也称为正交数字幅度调制。
我国的HDTV如选用MPGE-2编码，最高传送码率大约为20M bit/S，如果选用16-QAM 调制模式，其频谱利用率是每赫芝传送4位数据，即码率为4bit/S。
多载波调制和ofdm调制的关系
多载波调制和ofdm调制的关系
多载波调制和OFDM调制之间存在密切关系。
OFDM是正交频分复用技术，实际上属于多载波调制（MCM）的一种特殊形式。
1.多载波调制（MCM）是一种将高速串行数据转换为并行低速数据，并在多个子载波上进行传输的技术。
其目标是通过增加子载波的数量，使每个子载波的带宽远小于信道的相干带宽，从而对抗多径衰落和提高频谱效率。
2.OFDM作为MCM的一种特殊形式，其主要特点在于各个子载波之间保持正交性，这允许它们在频谱上重叠而不会相互干扰。
在OFDM中，数据被分割成多个低速数据流，每个数据流都在一个独立的子载波上进行调制。
此外，OFDM 还引入了循环前缀（CP），进一步提高了对抗多径干扰的能力。
3.从实现的角度看，OFDM的调制和解调过程可以分别通过IDFT（逆离散傅里叶变换）和DFT（离散傅里叶变换）来实现，这降低了实现的复杂度。
在发送端，OFDM调制包括串并转换、IDFT、并串转换以及插入CP等步骤；而在接收端，OFDM解调则包括去除CP、串并转换、DFT以及频域均衡等步骤。
综上所述，多载波调制和OFDM调制之间的关系在于：OFDM是多载波调制的一种特殊形式，通过保持子载波之间的正交性、引入循环前缀以及使用
IDFT/DFT实现调制和解调，以较低的复杂度有效地对抗多径衰落和提高频谱效率。
OFDM基本原理
OFDM基本原理OFDM（正交分频多址）是一种多载波调制技术，常用于无线通信和数字广播领域。
它能够将高速数据流分成多个低速子流，并将这些子流调制到正交的子载波上发送，从而实现高效的数据传输和频谱利用。
OFDM的基本原理如下：1.频率分割：将高速数据流划分为多个低速子流。
这个过程可以通过将数据流分成不同的频率带来实现。
频率分割可以基于多路复用技术，使多个子流同时在不同的频带上传输。
2.子载波生成：OFDM使用正交的子载波传输数据。
在频率分割后，将每个频带进一步划分为多个正交的子载波，每个子载波的频带宽度较窄。
子载波之间的间隔是两个子载波的频域上正交，也就是说，其相互之间没有干扰。
3.符号调制：每个子载波都可以使用不同的调制方案，如PSK、QAM 等。
调制方案的选择取决于每个子载波的信噪比和传输速率需求。
每个子载波上传输的信息可以被认为是一个符号。
4.并行传输：不同的子载波可以并行传输，这意味着它们可以同时传输数据，而不会相互干扰。
这是因为OFDM中的子载波是正交的。
并行传输通过并行处理技术实现，可以显著提高数据传输率。
5.频谱利用：OFDM的一个主要优势是其高效的频谱利用。
由于子载波之间的正交性，它们可以更紧密地分布在信道中并占用更窄的频率带宽。
这种突发的频谱利用使得OFDM在无线通信环境中更具竞争力。
6.多径传播抗性：OFDM对多径传播（指信号通过不同路径到达接收器）有很好的抗性。
它能够通过改变不同子载波的相位和幅度，有效地抵消多径信号引起的码间干扰，提高信号的抗干扰性能。
总结起来，OFDM基于频率分割和子载波的正交性，将高速数据流划分为低速子流，并将这些子流调制到正交的子载波上进行并行传输。
OFDM通过并行处理和高频谱利用率实现了高效的数据传输和频谱利用，并具有对多径传播抗性的优势。
它被广泛应用于现代无线通信和数字广播系统中。
多载波调制技术减少码间干扰的原理
多载波调制技术减少码间干扰的原理多载波调制技术(Multi-Carrier Modulation, MCM)是一种通过将信号分成多个子载波传输的调制方式。
与单载波调制技术相比，多载波调制技术具有更好的抗噪声性能和更高的传输效率。
但在多载波调制技术中，码间干扰是一个很重要的问题，会影响系统的性能。
码间干扰的存在是由于信号在不同的子载波上同时传输，而相邻子载波之间存在频谱重叠。
导致码间干扰的主要原因是由于信号在传输时，频谱重叠引起的相互信号干扰。
为了减少码间干扰，多载波调制技术采用了一些方法和技术。
首先，多载波调制技术使用了正交子载波。
正交子载波是严格正交的，它们之间相互独立，没有相互干扰。
这意味着，即使在频谱重叠的情况下，相邻子载波之间也不会相互干扰，从而减少了码间干扰的影响。
常用的正交子载波包括离散傅里叶变换(DFT)、正交频分复用(OFDM)等。
其次，多载波调制技术采用了高效的算法和编码方法来降低码间干扰。
在多载波调制技术中，信号通过调制方法被映射到子载波上进行传输。
为了降低码间干扰，需要选择合适的调制方法和编码方法。
目前常用的调制方法包括相位偏移键控(PSK)、正交振幅调制(QAM)等。
编码方法则包括前向纠错编码、交织等。
这些方法和技术可以提高传输的可靠性和抗噪声性能，减少码间干扰的影响。
此外，多载波调制技术还使用了等效低通滤波器来抑制频谱重叠引起的码间干扰。
频谱重叠会导致相邻子载波之间相互干扰，所以需要使用低通滤波器来滤除频谱重叠部分的信号。
等效低通滤波器可以通过插值、分频等方法实现。
通过使用等效低通滤波器，可以有效地降低码间干扰，提高系统的性能。
总之，多载波调制技术通过采用正交子载波、高效的算法和编码方法以及等效低通滤波器等手段，可以减少码间干扰的影响。
这些技术方法可以提高传输的可靠性和抗干扰能力，提高系统的性能和传输效率。
在实际应用中，多载波调制技术被广泛应用在各种通信系统中，如Wi-Fi、蜂窝通信等。
单载波调制和多载波调制的区别（2008-09-03）
单载波调制和多载波调制的区别（2008-09-03）⼀、单载波调制和多载波调制的区别1、所谓单载波调制：就是将需要传输的数据流调制到单个载波上进⾏传送，如：4-QAM （QPSK）、 8-QAM、16-QAM、32-QAM、64-QAM、128-QAM、256-QAM或8-VSB、16-VSB等都是单载波调制。
上海交⼤的ADTB-T⽅案选⽤的是单载波调制。
上海交⼤的ADTB-T⽅案采⽤的是8-VSB数字调制，到后来才改为16-QAM数字调制。
QAM调制也叫正交幅度调制，简称正交调幅；因为正交调幅有很多种调制模式，如上⾯列出的就有7种，⼀般记为n-QAM，n表⽰各种调制映射到星座图上的模数。
模数越低，调制和解调电路就越简单，但传输的码率也相应降低，例如：4-QAM的码率为2bit/s，⽽16-QAM的码率为4bit/s。
⼀般，信号传输条件越差，选择的模式就越低，例如：卫星通信只能选择QPSK，⽽有线电视可选64-QAM和128-QAM，甚⾄256-QAM；对于地⾯电视⼴播，信号发送⼀般选8-QAM、16-QAM、32-QAM，最⾼只能选到64-QAM。
2、所谓多载波调制：就是将信道分成若⼲正交⼦信道，将⾼速数据信号转换成并⾏的低速⼦数据流，然后调制到在每个⼦信道上进⾏传输。
如：n-COFDM，其中n为⼦载波数⽬。
清华的DMB－T⽅案选⽤的是多载波调制，在DMB－T⽅案中采⽤3780-COFDM调制⽅式。
多载波调制也叫编码正交频分复⽤调制。
就多载波调制中的各个载波⽽⾔，其调制的⼯作原理与n-QAM单载波调制的⼯作原理基本相同，只是把需要传送的数据分成很多组（这⾥为3780组），然后每组再分成两组，通过幅度编码以后便可⽣成两组I信号和Q信号，⽽后⽤3780组I信号和Q信号分别对3780个频率各不相同的载波进⾏正交调制，最后把所有的调制信号合在⼀起进⾏传送。
⼆、A DTB-T和DMB-T的优、缺点1、多载波既可以作为固定来传输覆盖和接收。
多载波调制技术概述
多载波调制技术概述
多载波调制(Multicarrier Modulation)采用了多个载波信号。
它把数据流分解为若干个子数据流，从而使子数据流具有低得多的传输比特速率，利用这些数据分别去调制若干个载波。
所以，在多载波调制信道中，数据传输速率相对较低，码元周期加长，只要时延扩展与码元周期相比小于一定的比值，就不会造成码间干扰。
因而多载波调制对于信道的时间弥散性不敏感。
多载波调制可以通过多种技术途径来实现，如多音实现(Multitone Realization)、正交多载波调制(OFDM)、MC-CDMA和编码MCM(Coded MCM)。
其中，OFDM可以抵抗多径干扰，是当前研究的一个热点。
光学通信中的多载波调制技术
光学通信中的多载波调制技术随着科技的发展，人们对通讯的需求也越来越高。
在无线通讯、卫星通讯等领域中，光纤通信技术有着显著的优点，使其成为当今信息通讯领域广泛应用的一项技术。
然而，在光纤通信中，有着一个被广泛应用的技术 - 多载波调制技术。
多载波调制技术是一种高效的光通信方式，它可以使得单个光纤线路传输的数据比传统方式更快速和更多量。
一、多载波调制技术的简介多载波调制技术，通俗地讲，就是在同一时间、同一光纤线路上，多个波长的光信号通过复用技术进行发送和接收。
这种技术通过将不同波长的光信号进行转换，然后将其打包成一组波长不同、带宽不同的信号，从而可以使传输的数据量大幅度提升。
此外，多载波调制技术还可以有效避免信号衰减现象的发生，避免信息传输过程中产生干扰和噪声，提升了信号的传输质量。
二、多载波调制技术的优势相较于传统的通信方式，多载波调制技术有着诸多优势。
其中最为明显的优势是传输速度的提升。
多载波调制技术可以将多条数据流进行组合，通过同时并行的方式传输，从而可以有效地提高数据传输速度。
其次，光纤通信中的信号衰减问题是个重要的问题。
多载波调制技术可以将多个载波信号同时传输，这些信号在光纤中同时传播，使信号的传输距离和衰减都得到了有效的控制。
最后，多载波调制技术可以提高数据的传输容量，从而减少数据的重传和交错，降低数据传输的时延，以及提升通信的可靠性。
三、多载波调制技术的应用多载波调制技术在通信领域中的应用非常广泛，尤其是在高速光通信领域中得到了广泛的应用。
同时，多载波调制技术也被应用在光纤传感领域中，改善传感技术的灵敏度和分辨率。
随着时代的发展，人们对通讯的需求越来越多。
多载波调制技术的灵活性和高效性使其成为了未来光纤通信领域的发展方向，其未来也将会得到越来越广泛的应用。
综合来看，多载波调制技术不仅在传输速度、信号衰减和数据传输容量方面有着重要的优势，在通信和传感领域中也得到广泛的应用。
未来，多载波调制技术将会成为光纤通信领域的重要发展方向，我们将会看到越来越多的光纤通信设备和终端设备搭载了多载波调制技术，将光纤通信领域带入一个新的高速发展时代。
OFDM多载波调制
峰均比问题
要点一
总结词
峰均比（PAPR）问题是OFDM多载波 调制中的一个重要挑战，它会导致信号 功率放大器的效率降低，并增加信号失 真。
要点二
详细描述
OFDM信号由多个正交子载波组成， 这些子载波在调制过程中可能会产生较 大的峰值功率，导致峰均比（PAPR） 较高。高PAPR会导致信号功率放大器 的工作效率降低，同时增加信号失真和 带外辐射。
频域均衡
通过在接收端采用频域均衡算法，进一步消除多径干扰对信号的影响，提高通 信性能。
抗频率偏移能力
抵抗频率偏移
OFDM多载波调制具有抵抗频率偏移的能力，能够减小因发射机和接收机频率偏 差引起的性能损失。
动态频偏估计与校正
通过在接收端进行动态频偏估计与校正，进一步减小频率偏移对系统性能的影响 。
04 OFDM多载波调制的挑战 与解决方案
03 OFDM多载波调制性能分 析
频谱效率
频谱效率高
OFDM多载波调制通过将高速数据 流分割成多个低速子数据流，在频域 上并行传输，提高了频谱利用率。
灵活的子载波数目
根据信道条件和传输速率需求，可以 灵活地选择子载波数目，以实现频谱 效率与系统复杂度的平衡。
抗多径干扰能力
多径干扰抑制
OFDM多载波调制通过引入循环前缀，有效地对抗多径干扰，提高了信号的可 靠性。
OFDM多载波调制
目 录
• OFDM多载波调制概述 • OFDM多载波调制的关键技术 • OFDM多载波调制性能分析 • OFDM多载波调制的挑战与解决方案 • OFDM多载波调制的发展趋势
01 OFDM多载波调制概述
OFDM定义
• OFDM（正交频分复用）是一种多载波调制技术，它将高速数 据流分割成多个低速子数据流，然后在多个正交子载波上并行 传输。
多载波调制在通信系统的应用
多载波调制在通信系统的应用摘要：首先简单解释多载波调制ＭＣＭ，多路副载波调制ＭＳＭ的由来和在高速率通信系统的可能利用。
其后着重地提出多路副载波调制适合于光无线通信的应用。
最后说明大气光通信对多路副载波调制的影响。
１、多载波调制ＭＣＭＭＳＭ的由来近年来，高速率通信系统发展很快，可以看到很多不同的通信系统采用“多载波调制ＭＣＭ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＣａｒｒｉｅｒＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）”或“多路副载波调制ＭＳＭ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＳｕｂｃａｒｒｉｅｒＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）”的技术方案。
不论电通信或光通信，也不论有线通信或无线通信，都有实际使用ＭＣＭ？ＭＳＭ的情况。
具体地说，无线电射频通信、光纤通信以至光无线通信等通信系统，凡是传输较高数字速率的系统就有可能利用ＭＣＭＭＳＭ。
所谓多载波调制是指传送线路上每次传送信号时利用多个不同的但依次排列的载波，每路载波各自受到数字信号的调制。
这些载荷数字信息信号的多路载波一同沿线路向接收端传送。
如传送线路有不良的频率选择性和多途径通路等情况，用了多载波调制可以有效地减小“符号间干扰ＩＳＩ（Ｉｎｔｅｒ－ｓｙｍｂｏｌＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）”。
因此，ＭＣＭ对于实现高速数字通信非常有利。
有类似的情况：例如在射频无线电通信，曾经使用“正交频分多路ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）”，证明确有成效，因而很多情况曾经或正在实际使用ＯＦＤＭ，包括无线移动通信蜂窝网基台以及数字电视、不对称数字用户线（ＡＤＳＬ）和有些局域网（ＬＡＮ），都曾经使用ＯＦＤＭ，收到一定效果。
另一些多路用途，包括城市的“有线电视ＣＡＴＶＣａｂｌｅＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ？”，它在光纤线路上利用“副载波多路ＳＣＭ（ＳｕｂｃａｒｒｉｅｒＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）”，同时传送多路模拟电视信号。
在有些“局域网”，利用ＳＣＭ传送多路数字光信号，容许直接检测，可以降低成本。
２、多载波调制在光无线通信的应用在光无线通信，多路副载波调制ＭＳＭ受到优先考虑，因为利用了ＭＳＭ，可以实现高速数字通信而不需要均衡。
OFDM调制
OFDM调制OFDM原理OFDM是多载波调制的一种。
其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。
正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道间相互干扰ICI 。
每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。
而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
OFDM的优点1.可以有效地对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。
由于OFDM是多载波宽带系统，而当信道中因为多径传输而出现频率选择性衰落时，只有落在频率凹陷处的子载波以及其携带的信息受影响，其他大量的子载波未受损害，因此系统总的误码率性能要好得多。
2.OFDM技术抗窄带干扰性很强，因为这些干扰仅仅影响到很小一部分子信道。
3.多载波的产生、调制与解调，可以用基于IFFT/FFT的方法来实现。
4.频谱利用率很高，当子载波个数很大时，系统的频谱利用率趋于2（b/s）/Hz。
5.由于OFDM技术采用了循环前缀（即在符号有效期前面加入保护间隔），抗码间干扰（ISI）能力很强。
6.很容易实现单频网（SFN），节约频谱，节约功率。
OFDM的缺点1.对子载波之间的正交性有严格的要求，易受频率偏差的影响，正交性收到破坏，会造成子信道间干扰（ICI）。
2.OFDM系统有高的峰值功率/平均值功率比，对A/D或D/A及功率放大器线性有高的要求。
OFDM符号一个OFDM 符号就是经过IFFT 和加CP 之后的符号，因为把高速串行符号变成了低速并行符号，所以其长度（和单载波系统相比）是原来的N 倍，N 是FFT 点数。
导频的作用离散导频：交错排列，用于时频域信道估计。
连续导频：左右对称排列，频率跟踪、相位校正，以及承载72比特系统信息。
子载波间隔的选择OFDM 系统的子载波间隔选择取决于频谱效率和抗频偏能力的折中。
多载波调制
Y (k)
N 1 n0
y(n)
exp
j
2
N
kn
W
(k ),
0 k N 1
通信信号处理
33
接收端模型
h(t)
x '(t)
Binary source
Decoding
Y(k)
Frequency error
correction
FFT
y(n)
y'(n)
Guard
Removing
A/D
e j 2 fc't
Binary source
Decoding
Y(k)
y(n)
y'(n)
Frequency
error
FFT
correction
Guard
Removing
A/D
e j2 fc't
y(t)
Synchronization OFDM Symbol
yt x' t*htexp j t wt, t＝ fc fc' t
通信信号处理
6
7
多载波调制 – 基本原理
传统频分复用(FDM)多载波调制技术
频率
节省带宽资源 正交频分复用(OFDM)多载波调制技术
频率
FDM和OFDM频带利用率的比较
➢ 频域划分为多个相互重叠且正交的子信道；子载波的带宽 < 信道 “相干带宽”时，信道是“非频率选择性信道”，经历的是“平 坦衰落”
23
基4算法 — N=16点IFFT实施例
存在两级运算：每级 包括4个基4蝶形运算； 两极之间存在过渡级 对16个运算结果实施 相位旋转（乘法）
i e j2i/N
多载波调制原理与应用
多载波调制原理与应用AbstractThe basic idea of multicarrier modulation is to divide the transmitted bitstream into many different substreams and send these over different subchannels, so as to reduce ISI. When the subchannels are overlapping, in order to recover the sent signals and make sure multiplexing is orthogonal frequency multiplexing, multicarriers must be orthogonal which is also the key requirement of multicarrier modulation and orthogonal frequency multiplexing.摘要多载波调制的基本思想是将传输比特分成多个子比特流，再调制到不同的子载波上进行传输，从而减小码间串扰ISI。
当子信道重叠时，为了能在接收端恢复发送的信号，实现信道的正交复用，必须要求子载波相互正交，这也正是多载波调制和信道正交复用中的关键要素。
1 引言多载波调制的基本思想是将传输比特流分成多个子比特流，再调制到不同的子载波上进行传输。
一般情况下，各子载波在理想传播条件下时相互正交的。
子载波上的数据速率远小于总数据速率，各子信道的带宽也远小于系统总带宽。
通过这种手段，可以使每个子信道所经历的衰落是相对平坦的，从而让子信道上的码间串扰比较小。
典型的多载波调制技术有OFDM，原理是将宽带信道通过正交分解分割程序多并行的窄带信道。
而如何实现宽带信道的正交分解，以及子载波的正交性是本文讨论的重点。
单载波调制和多载波调制的区别(2008-09-03)
一、单载波调制和多载波调制的区别1、所谓单载波调制：就是将需要传输的数据流调制到单个载波上进行传送，如：4-QAM （QPSK）、 8-QAM、16-QAM、32-QAM、64-QAM、128-QAM、256-QAM或8-VSB、16-VSB等都是单载波调制。
上海交大的ADTB-T方案选用的是单载波调制。
上海交大的ADTB-T方案采用的是8-VSB数字调制，到后来才改为16-QAM数字调制。
QAM调制也叫正交幅度调制，简称正交调幅；因为正交调幅有很多种调制模式，如上面列出的就有7种，一般记为n-QAM，n表示各种调制映射到星座图上的模数。
模数越低，调制和解调电路就越简单，但传输的码率也相应降低，例如：4-QAM的码率为2bit/s，而16-QAM的码率为4bit/s。
一般，信号传输条件越差，选择的模式就越低，例如：卫星通信只能选择QPSK，而有线电视可选64-QAM和128-QAM，甚至256-QAM；对于地面电视广播，信号发送一般选8-QAM、16-QAM、32-QAM，最高只能选到64-QAM。
2、所谓多载波调制：就是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，然后调制到在每个子信道上进行传输。
如：n-COFDM，其中n为子载波数目。
清华的DMB－T方案选用的是多载波调制，在DMB－T方案中采用3780-COFDM调制方式。
多载波调制也叫编码正交频分复用调制。
就多载波调制中的各个载波而言，其调制的工作原理与n-QAM单载波调制的工作原理基本相同，只是把需要传送的数据分成很多组（这里为3780组），然后每组再分成两组，通过幅度编码以后便可生成两组I信号和Q信号，而后用3780组I信号和Q信号分别对3780个频率各不相同的载波进行正交调制，最后把所有的调制信号合在一起进行传送。
二、A DTB-T和DMB-T的优、缺点1、多载波既可以作为固定来传输覆盖和接收。
也可以作为车载移动来接收。
多载波调制
1 RNaTa
x(N-1),…,x(2),x(1),x(0)
S/P
X(1) X(2) X(3)
e j 2 f1t e j 2 f2t e j 2 f3t
∑
x(t)
...
…..
frequency
X(N-1)
e j 2 fN 1t
frequency
Ra time
持续时间为Ta
1 Ra
通信信号处理
OFDM的正交性
对于任意两个函数S1(t)和S2(t)，如果有
T
0 S1(t)S2 (t)dt 0,
则函数S1(t)和S2(t)在区间(0,T)上正交
对于OFDM，设相邻子载波的频率间隔为1/T，T是 符号的持续时间，任意一对子载波的内积满足
1
T
T j 2 k1t j 2 k2 t
符号持续时间 < 信道“相干时间”时，信道等效为“线性时不变” 系统，降低时间选择性衰落对系统影响
通信信号处理
8
9
正交频分复用（OFDM）
把一串高速数据流分解为若干速率低得多的子 数据流
将子数据流放置在对应的子载波上 将多个子载波合成，一起并行传输
传输过程类似 于用喷头送水
通信信号处理
Wi-Fi和WiMAX技术的兴起使得OFDM成为一 种“时髦”的技术
未来LTE系统下行多址方式为正交频分多址 （OFDMA），上行为基于正交频分复用传输 技术的单载波频分多址（SC-FDMA）
通信信号处理
5
6
OFDM定义
OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是一种特殊多载波传输体制，它可 被当作一种调制技术，也可当作一种复用技术
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➢ Wi-Fi和WiMAX技术的兴起使得OFDM成为一 种“时髦”的技术
➢ 未来LTE系统下行多址方式为正交频分多址 （OFDMA），上行为基于正交频分复用传输 技术的单载波频分多址（SC-FDMA）
f
通信信号处理
…..
f
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OFDM调制 — 频域描述（仿真结果）
通信信号处理
18
OFDM系统实现 — 基本特点
1. 发射机在发射数据时，将高速串行数据转为低速并行数据，利用正 交的多个子载波进行数据传输；
2. 各个子载波使用独立的调制器和解调器； 3. 各个子载波之间要求完全正交、收发完全同步； 4. 发射、接收机要精确同频、同步，准确进行符号采样； 5. 接收机进行同步采样，获得数据，然后转为高速串行； 6. 载波间相互重叠，具有很高的频谱利用率。
8
பைடு நூலகம்
9
正交频分复用（OFDM）
Serial
data
S/P
converter
IFFT
P/S converter
OFDM signal
Serial
data
P/S
converter
FFT
S/P converter
Modulator AWGN
n(t)
Demodulator
Channel
通信信号处理
9
10
OFDM的正交性
通信信号处理
19
4 快速傅里叶变换的应用
通信信号处理
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OFDM系统实现 — DFT和IDFT介绍
➢ DFT和IDFT定义
N样本序列的N点离散Fourier变换(DFT)，以及其离散Fourier逆变换
(IDFT)的定义如下：
DFT :
N 1
X [k] x[n] e j2nk/N
➢ 对于任意两个函数S1(t)和S2(t)，如果有
T
0 S1(t)S2 (t)dt 0,
则函数S1(t)和S2(t)在区间(0,T)上正交
➢ 对于OFDM，设相邻子载波的频率间隔为1/T，T是 符号的持续时间，任意一对子载波的内积满足
1
T
T j 2 k1t j 2 k2 t
1
e T e
0
T dt 0
S/P
X(1)
e j 2 f1t
X(2) X(3)
e j 2 f2t e j 2 f3t
∑
x(t)
...
…..
frequency
X(N-1)
e j 2 fN 1t
frequency
Ra time
持续时间为Ta
1 Ra
通信信号处理
Ra Ra
N
N Ta
N 1
x(t) X (k)exp( j2fkt)
➢ 上述方案可避免使用高速均衡、对抗窄带脉 冲噪声和多径衰落、更充分地利用频谱资源 （OFDM雏形）。随即，这种技术就被应用 到多种高频军事通信系统中，其中包括 KINEPLEX，ANDEFT以及KNTHRYN等
通信信号处理
3
4
OFDM的起源与发展
➢ 1971年，Weinstein和Ebert把离散傅里叶变 换（DFT）应用到并行传输系统中，作为调 制和解调的一部分，不再利用带通滤波器而 是经过基带处理就可以直接实现正交频分复 用（OFDM产生）
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OFDM的正交性 – 时频示意图
时域
频域
矩形函数
4个子载波
OFDM符号周期内 4个子载波
通信信号处理
12
3
OFDM的调制
通信信号处理
13
OFDM调制 — 时域描述
符号速率为RRNaa，，持持X(续0续 ) 时时间 e间 j2为f0为 t TTa
1 RNaTa
x(N-1),…,x(2),x(1),x(0)
1
本节内容
➢ OFDM的起源与发展 ➢ OFDM的基本原理 ➢ OFDM的调制 ➢ 快速傅里叶变换的应用 ➢ OFDM的系统模型 ➢ 保护间隔与循环前缀 ➢ 带外功率辐射及加窗技术 ➢ OFDM参数设计实例
通信信号处理
1
1 OFDM的起源与发展
通信信号处理
2
3
OFDM的起源与发展
➢ 为了解决低效利用频谱资源问题，在20世纪 60年代提出一种思想，即使用子信道频谱相 互覆盖的并行数据传输和频分复用，要求每 个子信道内承载的信号传输速率为b，而且各 子信道在频域的距离也是b
通信信号处理
4
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OFDM定义
➢ OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是一种特殊多载波传输体制，它可 被当作一种调制技术，也可当作一种复用技术
➢ 选择OFDM的一个主要原因在于该系统能够很好 地对抗频率选择性衰落
通信信号处理
5
2 OFDM的基本原理
通信信号处理
6
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多载波调制 – 基本原理
传统频分复用(FDM)多载波调制技术
频率
节省带宽资源 正交频分复用(OFDM)多载波调制技术
频率
FDM和OFDM频带利用率的比较
➢ 频域划分为多个相互重叠且正交的子信道；子载波的带宽 < 信道 “相干带宽”时，信道是“非频率选择性信道”，经历的是“平 坦衰落”
➢ 符号持续时间 < 信道“相干时间”时，信道等效为“线性时不变” 系统，降低时间选择性衰落对系统影响
通信信号处理
7
8
正交频分复用（OFDM）
➢ 把一串高速数据流分解为若干速率低得多的子 数据流
➢ 将子数据流放置在对应的子载波上 ➢ 将多个子载波合成，一起并行传输
传输过程类似 于用喷头送水
通信信号处理
k1 k2 k1 k2
通信信号处理
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OFDM的正交性
Example of four subcarriers within one OFDM symbol
时域N个不同周期sin函数叠加
Spectra of individual subcarriers
频域N个相互正交子载波叠加
通信信号处理
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x 在f k , k 1, 2, 处出现零点
T
通信信号处理
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OFDM调制 — 频域描述
x(N-1),…,x(2),x(1),x(0)
S/P
X(0)
e j 2 f0t
X(1) X(2)
e j 2 f1t e j 2 f2t
X(3)
e j 2 f3t
…..
e X(N-1)
j 2 f N 1t
∑
x(t)
time
K 0
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OFDM调制 — 时域描述
以简单BPSK调制为例，考察经调制后输出实部的基带波形：
e j2 f0t
-1
e j 2 f1t
1
-1,1,1,-1
S/P 1
e j2 f2t
e j2 f3t
-1
通信信号处理
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OFDM调制 — 频域描述
持续时间为T的矩形脉冲，其频谱为 sin x 型，