正交频分复用(OFDM)原理及其实现.
正交频分复用介绍概述
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基本概念
OFDM技术的优缺点：
1.OFDM技术的优点：
首先，抗衰落能力强。OFDM把用户信息通过多个子
载波传输，在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率
的单载波系统上的信号时间长很多倍，使OFDM对脉冲噪 声（ImpulseNoise）和信道快衰落的抵抗力更强。同时，
通过子载波的联合编码，达到了子信道间的频率分集的作
图1 OFDM系统原理框图
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基本概念
在发送端，输入的高比特流通过调制映射产 生调制信号，经过串并转换变成N条并行的低速 子数据流，每N个并行数据构成一个OFDM符号。 插入导频信号后经快速傅里叶反变换(IFFT)对每 个OFDM符号的N个数据进行调制，变成时域信 号为：
式中：m为频域上的离散点；n为时域上的离散点； N为载波数目。为了在接收端有效抑制码间干扰 (InterSymbol Interference，ISI)，通常要在每一 时域OFDM符号前加上保护间隔(Guard Interval， GI)。加保护间隔后的信号可表示为式(2)，最后 信号经并／串变换及D／A转换，由发送天线发送
尽管OFDM技术已经是比较成熟，并在一些领域也
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基本概念
取得成功的应用，但尚有许多问题须待深入研究以进一步
提高其技术性能。多年来，围绕基于DFT（或FFT）的
OFDM的关键技术，如同步、信道估计、均衡、功率控制 等方面一直在探索更优的方案，这些研究使OFDM技术欲
加成熟和完善。
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基本概念
OFDM技术的应用与展望：
、著名公司已充分认识到OFDM技术的应用前景。纷纷开 展了对无线OFDM的研究工作，除了解决OFDM的同步、峰
平比高等传统难题外，还包括OFDM与空时码、联合发送 12
OFDM基本原理(详细全面)
峰均比降低技术
峰均比定义
峰均比（PAPR）是指OFDM信号的最大振 幅与平均振幅之比。高PAPR会导致信号的 功率放大器出现失真，从而引起频谱扩展 和带内干扰。因此，降低PAPR对于提高 OFDM系统的性能至关重要。
VS
峰均比降低技术
为了降低PAPR，可以采用多种技术，如限 幅滤波、编码、概率密度函数变换等。其 中，限幅滤波是一种简单有效的方法，它 通过限制信号的最大振幅来降低PAPR。然 而，限幅滤波会引入带外干扰和带内失真， 因此在实际应用中需要权衡各种因素。
物联网与智能家居
OFDM技术有望在物联网和智能家居领域得到广泛应用，支持各种 低功耗、低速率的无线通信需求。
频谱共享与认知无线电
通过频谱共享和认知无线电技术，OFDM系统可以更好地利用频谱 资源，提高频谱利用率和系统容量。
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04 OFDM系统性能分析
频域均衡性能分析
频域均衡原理
频域均衡通过在频域上对信号进行预处理，补偿信道对信号 造成的畸变，从而减小信号的误码率。
频域均衡性能影响因素
频域均衡的性能受到信道特性、均衡器设计参数以及信号质 量等因素的影响。
误码率性能分析
误码率定义
误码率是衡量数据传输系统性能的重 要指标，表示接收端错误解码的比特 数与总比特数的比值。
多径干扰抑制
多径干扰
在无线通信中，多径效应会导致信号的传播路径变长，从而引起信号的延迟和衰减。这种延迟和衰减 会导致OFDM子载波之间的正交性被破坏，从而引起多径干扰。为了抑制多径干扰，可以采用频域均 衡技术，对接收到的信号进行滤波处理，以减小多径效应的影响。
信道估计与均衡
信道估计技术用于获取信道的冲激响应，而频域均衡技术则通过调整接收信号的权重，使得信道的畸 变最小化。在实际应用中，通常会采用基于导频的信道估计方法，并在频域中进行均衡处理。
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。
正交频分复用OFDM技术
现代通信技术概论正交频分复用OFDM技术罗胜银201214801146摘要：OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiplexing）即正交频分复用，是一种特殊的多载波调制技术。
OFDM全称为正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing），是一种新型的高效的多载波调制技术，它能够有效地对抗多径传播，使受到干扰的信号能够可靠地接收。
经过几十年的开发之后，OFDM/COFDM不但被广泛地应用于高速数字通信中，而且已扩展到其他领域。
关键词：正交频分复用，多载波调制，信噪比，调制映射引言个人通信是人类通信的最高目标，它是用各种可能的网络技术、实现任何人在任何时间、任何地点与任何人进行任何种类的信息交换。
这种境界使用户彻底摆脱了终端的束缚。
实现这种境界最基本要求就是满足用户的移动性。
多载波调制的一种实现方法为正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术。
在过去的几年中，多载波调制特别是正交频分复用（OFDM）已经被成功的应用于多种数字通信系统中。
一、OFDM的特点OFDM全称为正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing），是一种新型的高效的多载波调制技术，它能够有效地对抗多径传播，使受到干扰的信号能够可靠地接收。
OFDM技术于三十多年前第一次由Chang提出，但是一个OFDM系统的结构非常复杂，从而限制了其进一步推广。
OFDM是多载波数字调制技术，它将数据经编码后调制为射频信号。
不像常规的单载波技术，如AM/FM （调幅/调频）在某一时刻只用单一频率发送单一信号，OFDM在经过特别计算的正交频率上同时发送多路高速信号。
这一结果就如同在噪声和其它干扰中突发通信一样有效利用带宽。
传统的FDM（频分复用）理论将带宽分成几个子信道，中间用保护频带来降低干扰，它们同时发送数据。
OFDM正交频分复用原理探讨
OFDM（正交频分复用）原理探讨初学OFDM时，感觉自己好象懂了又好象不懂。
我只是知道OFDM是将串行的数据变成并行的数据传输，至于具体的细节问题从没有认真考虑。
后来因为毕业设计的需要，使得我需要弄明白OFDM的原理，我指的是其中的细节问题，这却花了我不少时间。
我现在想把我自己对OFDM的理解写出来，这可能并没有什么创新，但我希望能够帮助那些刚接触OFDM的读者，这些读者可能像我当初那样，曲解了一些概念。
在细说OFDM之前，我还是先介绍一下单载波系统，传统频分复用系统和OFDM系统，后两种都是多载波系统。
之所以这样，是想让大家了解单载波系统和多载波系统的区别，多载波系统的优势；在多载波系统中，传统频分复用系统和OFDM系统的区别，OFDM系统的优势；从而了解为什么现在OFDM系统是现在的一个热门话题。
我将分别从时域和频域比较这三个系统。
（1）单载波系统，如图1-1所示：图1-1在本单载波系统中，我们假设发送的基带信号为[1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1]，基带信号带宽为100KHz（码元时间间隔t=0.00001s）,载波中心频率为300KHz,采用BPSK调制。
图1-1（a）是基带信号BPSK调制的时域波型图。
图1-1（b）是调制过程中各信号的频谱图，图中显示：基带信号的带宽为100KHz，载波的中心频率为300KHz，调制之后，信号在频域上相当于被搬迁到了中心频率为300KHz处，调制后的信号带宽增大到200KHz（即调制后信号的频率范围是200KHz—400KHz）。
上面的图1-1（a）和图1-1（b）均是采用Matlab仿真给出的。
（2）传统频分复用系统, 如图2-1,2-2所示：我对传统频分复用系统的理解是：单载波系统的数据传输形式是串行数据流，符号被连续传输，每个数据符号的频谱可占据整个可利用的带宽。
而多载波系统并行传输数据流，（使高速数据流转换低速数据流），许多符号同时传输，将输入数据符号串并转换到N个并行子信道中。
OFDM原理及实现
OFDM原理及实现OFDM，即正交频分复用，是一种在无线通信领域广泛应用的调制技术。
它通过将高速数据流拆分成多个较低速的子载波，在频域上正交传输，以增加数据传输的可靠性和效率。
本文将介绍OFDM的原理及其实现。
OFDM的原理基于频域与时域的转换。
它将高速数据流拆分成多个较低速的子载波，并将它们在频域上正交传输。
因为正交的子载波之间没有干扰，所以可以更有效地传输数据。
OFDM的频谱利用率也很高，可以达到90%以上。
在OFDM系统中，先将待传输的数据分割成多个子信号，然后将这些子信号变换到频域。
这个变换过程一般使用快速傅里叶变换（FFT）。
每个子信号对应一个子载波，它们在频域上呈现正交的关系。
在频域上，OFDM信号的每个子载波都是一个独立的调制信号。
这些子载波的频率可以根据需要设置，在实际系统中，一般是均匀地分布在整个带宽上。
每个子载波都可以采用不同的调制方式，以适应不同的传输环境和信道条件。
在接收端，OFDM信号需要经过反向变换，即反快速傅里叶变换（IFFT）。
IFFT可以将频域上的信号变换回时域。
反向变换后，将得到多个并行的子信号，然后将它们合并成一个完整的接收信号。
OFDM的实现需要解决几个关键问题。
首先是子载波单载波的调制问题。
一般采用相位偏移键控（PSK）、正交相分量调制（QAM）等调制方式。
其次是FFT和IFFT算法的实现。
FFT是OFDM的关键技术之一，需要使用高效的算法来实现高速的计算。
目前，有许多快速傅里叶变换算法可供选择，如快速傅里叶变换（Cooley-Tukey算法）和基于排序的快速傅里叶变换。
最后是频偏和多径干扰的抑制问题。
OFDM在接收端往往会受到频偏和多径干扰的影响，需要采取相应的技术来抑制这些干扰，如导频插入和信道估计。
OFDM广泛应用于许多无线通信标准中，如Wi-Fi、LTE和数字电视等。
它由于具有高频谱利用率、抗多径干扰能力强等优点，成为了现代无线通信的重要技术之一总之，OFDM通过将高速数据拆分成多个较低速的子载波，在频域上正交传输，增加了数据传输的可靠性和效率。
OFDM系统的仿真与实现
OFDM系统的仿真与实现1.OFDM系统基本介绍正交频分复用（OFDM）技术与已经普遍熟知应用的频分复用（FDM：Frequency Division Multiplexing）技术十分相似，与FDM基本原理相同，OFDM把高速的数据流通过串并变换，分配到速率相对较低的若干个频率子信道中进行传输，不同的是，OFDM技术利用了更好的控制方法，使频谱利用率有所提高。
OFDM与FDM的主要差别为以下几方面：第一：在常规的广播系统中，每一个无线站在不同的频率上发送信号，有效的运用FDM 来保证每个站点的分隔，广播系统中的每一个站点没有任何的同位或同步；但使用OFDM传播技术，譬如DAB，从多个无线站来的信息信号被组合成一个单独的复用数据流，这些数据是由多个子载波密集打包组成，然后将在OFDM体系中传输，在OFDM信号内的所有子载波都是在时间和频率上同步的，使子载波之间的干扰被严格控制。
这些复用的子载波在频域中交错重叠，但因为调制的正交性且采用循环前缀作为保护间隔，所以不会发生载波间干扰ICI （Inter-Carrier Interference）。
第二：对传统的频分复用（FDM）系统而言，传播的信号需要在两个信道之间存在较大的频率间隔即保护带宽来防止干扰，这降低了全部的频谱利用率；然而应用OFDM的子载波正交复用技术大大减少了保护带宽，提高了频谱利用率。
如错误!未找到引用源。
在早期时候，正交频分复用（OFDM）系统中，各子载波采用正交滤波器将信道分成多个子信道，但要用很多的滤波器，尤其是当路数增多的时候。
1971年，Weinstein及Ebert等将DFT应用在多载波传输系统中，从而很方便地实现了多路信号的复合和分解。
OFDM系统的一个重要优点就是可以利用快速傅立叶变换实现调制和解调，从而大大简化系统实现的复杂度。
For personal use only in study and research; not for commercial use图 1-1 FDM与OFDM带宽利用率的比较正交频分复用（OFDM）系统是一种特殊的多载波传输方案，它可以被看作是一种调制技术，也可以被当作一种复用技术。
OFDM的原理与应用
OFDM的原理与应用OFDM（正交频分复用）是一种基于频域传输的调制技术，其原理是将高速数据流分为多个低速子载波，然后将这些子载波正交分割，相互之间不会产生干扰。
OFDM技术具有分频复用、抗多径干扰、高频谱利用率等优点，被广泛应用于无线通信、数字电视、宽带接入等领域。
OFDM的原理主要包括子载波分割、调制和FFT（快速傅里叶变换）三个步骤。
首先，将高速数据流分为多个不同频率的子载波，以降低每个子载波的传输速率。
然后，对这些子载波进行调制，将数据编码为正弦或余弦波形。
最后，使用FFT将调制后的子载波合并为一个频域信号，并通过信道进行传输。
OFDM技术具有以下几个重要应用：1.无线通信：OFDM广泛应用于无线通信领域，如Wi-Fi（无线局域网）、LTE（长期演进）等。
由于OFDM技术对多径干扰具有较强的抵抗能力，能够有效提高系统的容量和覆盖范围。
2.数字电视：OFDM被用于数字电视领域，如DVB-T（数字视频广播-地面传输）和DVB-T2等系统。
通过将数字电视信号分成多个子载波，OFDM技术能够有效抵抗多径干扰和频率选择性衰落，提高信号质量和传输效率。
3.宽带接入：OFDM也被用于宽带接入技术，如ADSL（非对称数字用户线路）和VDSL（对称数字用户线路）。
OFDM技术可以利用传输线路的频域衰减特性，提高传输速率和抗干扰能力，实现高速宽带接入。
4.光纤通信：OFDM技术也可以应用于光纤通信系统中，如CO-OFDM （相干光正交频分复用）系统。
通过将光信号分割为多个子载波，CO-OFDM可以提高光纤通信系统的容量和传输距离。
总结起来，OFDM技术的优点在于其对频域干扰和多径干扰有较强的抵抗能力，能够提高系统的性能和可靠性。
随着无线通信和数字传输技术的不断发展，OFDM技术将继续在各个领域发挥重要作用。
ofdm的matlab实现
ofdm的matlab实现OFDM（正交频分复用）是一种常用的调制解调技术，被广泛应用于无线通信和数字电视等领域。
在本篇文章中，我们将探讨OFDM的基本原理，并介绍如何使用Matlab实现OFDM系统。
一、OFDM基本原理OFDM是一种基于频域的多载波调制技术，通过将高速数据流分成多个较低速的子流，并将这些子流分配到不同的频率载波上来传输数据。
通过这种方式，OFDM可以有效地抵抗频率选择性衰落和多径传播引起的时域间隔干扰，提供更好的抗干扰性能。
OFDM系统的主要构成部分包括信源、调制器（调制器和反调制器）和调制解调器（调制器和解调器）。
在发送端，调制器将输入数据流分为多个子流，并进行调制后输出。
在接收端，解调器对接收到的信号进行解调并还原为原始数据流。
OFDM调制器的实现主要依赖于以下两个关键概念：正交性和多载波调制。
1. 正交性：在OFDM系统中，子载波之间需要满足正交性条件，即相邻子载波之间的正弦波形式相互垂直，相位差为0或π。
这样可以确保子载波之间的干扰最小。
2. 多载波调制：OFDM系统中，将整个频率带宽划分为多个子载波，每个子载波都可以用不同的调制方式来传输数据。
常见的调制方式有BPSK、QPSK、16-QAM等。
二、Matlab实现OFDM系统下面我们将使用Matlab来实现OFDM系统。
按照OFDM系统的基本原理，需要完成以下几个步骤：1. 生成原始数据：首先，我们需要生成一组原始数据作为输入。
可以使用随机数生成器来生成一个指定长度的数据序列。
2. 子载波生成：根据系统设置，生成需要的子载波。
可以使用fft函数计算离散傅里叶变换，得到频域上的正弦波。
3. 数据调制：将原始数据按照设定的调制方式进行调制，得到对应的调制符号。
可以使用BPSK、QPSK或其他调制方式。
4. 倍频：将调制符号乘以子载波的复数载波，得到OFDM的时域信号。
5. CP（循环前缀）添加：为了避免多径效应引起的信号间干扰，在时域信号的开头添加一个与其末尾相同的循环前缀。
ofdm载波传输原理
ofdm载波传输原理OFDM（正交频分复用）是一种用于无线通信的调制技术，它将高速数据流分成多个低速子流进行传输。
OFDM的基本原理是将原始数据流分成多个小数据流，并将这些小数据流分配到不同的子载波上进行传输。
每个子载波都具有不同的频率和相位，使得它们之间互相正交，从而避免了频率干扰和串扰。
OFDM的载波传输原理可以通过以下几个步骤来描述。
首先，原始数据流被分成多个小数据流。
这个过程称为并行-串行转换（P/S转换）。
然后，每个小数据流被调制到一个子载波上。
这个过程称为调制。
调制将数字数据转换成模拟信号，以便能够在无线信道上传输。
接下来，将所有的子载波合并成一个OFDM信号。
这个过程称为并行-串行转换（S/P转换）。
最后，OFDM信号通过天线传输到接收端。
在接收端，OFDM信号经过串行-并行转换（S/P转换）后，可以将子载波分离出来。
然后，每个子载波上的数据被解调，将模拟信号转换回数字信号。
这个过程称为解调。
解调后的数据通过并行-串行转换（P/S转换）后，恢复成原始数据流。
OFDM的载波传输原理的关键在于子载波之间的正交性。
子载波之间的正交性使得它们之间的干扰最小化，从而提高了系统的传输效率和抗干扰能力。
此外，OFDM还具有频谱利用率高、抗多径衰落和抗频率选择性衰落等优点，使其成为现代无线通信系统中广泛采用的调制技术之一。
OFDM的载波传输原理在实际应用中有广泛的应用。
例如，OFDM 被用于Wi-Fi、LTE和5G等无线通信系统中。
在Wi-Fi系统中，OFDM被用于将数据传输到无线设备，以提供高速的互联网接入。
在LTE和5G系统中，OFDM被用于将数据传输到移动设备，以提供高速的移动通信服务。
总的来说，OFDM的载波传输原理是一种高效的无线通信调制技术，通过将原始数据流分成多个子载波进行传输，提高了系统的传输效率和抗干扰能力。
OFDM在现代无线通信系统中有广泛的应用，成为实现高速无线通信的重要技术之一。
正交频分复用的原理
正交频分复用的原理
正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）是一种多载波调制技术，又称为正交频分复用。
其原理是将高速数据流分成多条低速子信道，每条子信道都使用不同的频率进行传输，这些频率之间正交且不重叠，使得各个子信道之间互不干扰。
具体原理如下：
1. 将输入的数据流进行并行处理，将其转换为多条低速子信道。
这一步骤通常使用快速傅里叶变换（FFT）来实现。
2. 将每条子信道中的数据进行调制，将其转换为各个子载波的频域信号。
3. 将各个子载波的频域信号进行并行转换为时域信号，合并为一个时域信号进行传输。
4. 接收端将接收到的时域信号进行反向处理，将其转换为频域信号。
5. 将各个频域信号进行解调，恢复出各个子载波的信号。
6. 将各个子载波的信号重新合并，得到传输数据的原始信号。
OFDM技术的优势在于：
1. 抗多径衰落能力强：由于OFDM把高速数据流分成多条低速子信道，使得每条子信道的带宽较窄，抗多径衰落能力就更强。
2. 抗干扰能力强：正交子载波之间相互正交且不重叠，相互之间几乎不会产生互干扰。
3. 高频谱利用率：由于所用的子载波之间频率正交且不重叠，每条子信道之间可以大致靠近，提高频谱利用率。
4. 可伸缩性好：OFDM技术可以根据不同的需求灵活调整子载波的数量和带宽。
综上所述，正交频分复用通过对高速数据流进行并行处理和频谱分割，实现了多路信号的同时传输，提高了无线通信的速度和稳定性。
正交频分复用_OFDM_调制技术
一、 引言
特高频/ 甚高频 ( V HF/ U HF ) 波段的数 字移动通信一直是通信领域中的热点 。 从 80 年代开始 ,数字移动通信技术日趋成熟 ,逐渐 应用于各种无线通信系统之中 , 如我们所熟 知的无线寻呼 , 数字集群电话 , 数字蜂窝电 话 ,移动数据终端系统等等 。当然 ,也不可避 免地会在 “全球个人移动通信” 系统中应用 。 但是众所周知 , V HF/ U HF 的移动信道 存在着严重的频率选择性衰落 、快衰落和慢 衰落 , 以及各种噪声的干扰和多径传播下的 码间串扰等问题 。 这些问题都会严重地影响 着数字移动通信系统的性能和质量 。 为了克 服上述缺限提高系统的性能 , 大多数数字移 动通信系统都采用了对幅度抖动不敏感的移 频键控 ( FS K) 和带高斯滤波器的移频键控
D ( m)
数 据 → 解 码 器
串行 → 数据
t
图2
O FD M 解调器
如图中所示 :
1. 在调制端 , 要发送的串行二进制数据 经过数据编码器 ( 如 16QAM ) 形成了 M 个 复数序列 , 这里 D ( m ) = A ( m ) - j B ( m ) 。 此复数序列经串/ 并变换器变换后得到码元 周期为 T 的 M 路并行码 ( 一帧) , 码型选用
因此为了减小码元信号的副瓣可对矩形码元的边缘扩展和加窗同时为了克服由于信道中存在模拟滤波器等相频特性不是线性的器件及无线信道多径传播造成的码元扩张以及由解调器定时误差造成的码间串扰等影响在对对码元进行扩展和加窗时应首先扩展矩形脉冲宽度并让各子信道副载波周期延伸再对扩展部分的边缘不是全部进行加窗
1998 年 6 月
张峻峰 : 正交频分复用调制 ( O FDM ) 技术
3
↓ →
ofdm原理实现过程
ofdm原理实现过程OFDM（正交频分多路复用）是一种多载波传输技术，下面是OFDM原理的实现过程：1.数据源：首先，从数据源获取要传输的数字信号。
2.串并转换：接下来，将串行数字信号转换为并行数据。
将每个数据位复制到多个子载波，创建多个并行数据流。
3.码调制：每个并行数据流通过码调制技术将数字信号转换为模拟信号，通常使用QAM（正交振幅调制）或PSK（相移键控）进行调制。
这将调整信号的振幅和相位。
4.IFFT：将每个并行数据流进行反离散傅里叶变换（IFFT），将频域信号转换为时域信号。
IFFT的大小通常是2的幂次，例如256点、512点等。
5.加窗：为了消除时域信号的傅里叶变换引起的泄漏效应，对时域信号进行加窗处理。
常用的窗函数包括矩形窗、汉宁窗、布莱克曼窗等。
6.并行-串行转换：将窗口后的并行信号转换为串行信号。
7.并行输入：并行输入是OFDM信号的一个重要特征。
每个并行信号被送入不同的子载波中进行传输。
8.Guard Interval（保护间隔）：OFDM引入了保护间隔来解决多径效应，即信号经过不同路径到达接收机，导致信号重叠干扰。
9.加导频：OFDM引入了导频信号来帮助接收机对接收信号进行同步和频率偏移补偿。
10.信道传输：将加窗后的信号通过信道进行传输。
11.接收端：接收端接收到OFDM信号后，进行接收处理。
12.去窗：接收端对接收到的信号进行去除窗函数的处理。
13.FFT：对去窗后的信号进行快速傅里叶变换（FFT），将时域信号转换为频域信号。
14.导频提取：根据事先定义好的导频位置，接收端从频域信号中提取导频信号。
15.信道估计：通过导频信号，接收端进行信道估计，得到信道的频率响应。
16.信道均衡：使用信道估计的频率响应对接收信号进行均衡，以消除信号叠加引起的干扰。
17.解调：对均衡后的信号进行解调，将模拟信号转换回数字信号。
18.串并转换：将解调后的信号从并行转换为串行。
19.数据解码：将串行信号还原为原始数据。
ofdm调制的基本原理
ofdm调制的基本原理OFDM（正交频分复用）调制是一种多载波调制技术，它的基本原理是将高速数据流分成多个较低速的子流，每个子流使用不同的正交载波进行调制。
OFDM调制广泛应用于现代无线通信系统中，如Wi-Fi、4G和5G网络。
OFDM调制的基本原理是通过将高速数据流分成多个较低速的子流，并使用正交载波进行调制，以提高系统的容量和抗干扰性能。
正交载波是一组频率之间相互正交的载波信号，其频谱特性使得它们在接收端可以被准确地分离。
在OFDM系统中，高速数据流首先被分成多个较低速的子流，每个子流都对应一个正交载波。
这些子流经过调制后，通过并行传输的方式发送到接收端。
在发送端，每个子流被调制成一个独立的正弦波信号，然后所有的正弦波信号在频域上叠加成为一个复合的OFDM信号。
在接收端，接收到的OFDM信号首先经过频域上的反变换，将其转换回时域信号。
然后，时域上的信号被解调，将其分成多个子流。
每个子流经过解调后，恢复为原始的低速数据流。
最后，这些低速数据流被合并成一个高速数据流，以恢复原始的信息。
OFDM调制具有许多优点。
首先，由于将高速数据流分成多个较低速的子流，每个子流的速率相对较低，因此可以减小传输过程中的失真和干扰。
其次，正交载波可以在频域上相互正交，这意味着它们在接收端可以被准确地分离，从而提高了系统的抗干扰性能。
此外，OFDM调制还可以灵活地适应不同的信道条件，通过动态调整子载波的数量和分配方式，以提高系统的容量和覆盖范围。
然而，OFDM调制也存在一些挑战。
首先，由于需要使用多个正交载波，使得系统的复杂度增加，对硬件要求较高。
其次，由于子载波之间的正交性要求非常严格，对于频率偏移、多径干扰等信道问题比较敏感。
此外，由于OFDM调制使用了较宽的频带，使得系统对频率选择性衰落比较敏感。
OFDM调制是一种多载波调制技术，通过将高速数据流分成多个较低速的子流，并使用正交载波进行调制，以提高系统的容量和抗干扰性能。
正交频分复用(OFDM)技术在军事遥控遥测系统中的应用
正交频分复用(OFDM)技术在军事遥控遥测系统中的应用摘要：在当代的高科技战争中，信息电子的对抗非常激烈。
敌方会采用各种方式，不遗余力地干扰我方的信息系统。
OFDM 技术可以有效地对抗载波间的干扰和多径干扰。
本文分析了OFOM技术在军事遥控遥测系统中的应用。
关键词：OFDM 无线信号遥控遥测子载波1 OFDM技术的原理正交频分复用技术是对单载波上调制的高速数据流进行分流，成为多股低速子数据流，在多个子载波上并列进行传输。
由于各子数据流速率均仅占原数据流的小部分，也就意味着符号周期增大到原来的许多倍，要比信道极限延迟扩展要大得多，于是宽频选择信道就被划分成了多个窄平衰落信道，这样就具备了较强的抗脉冲干扰以及抗多径衰落的性能，在高速无线数据的传递输送中尤为适用。
1.1 系统结构比特流在发信端经调制、串并等可变为多个支路，这样就使数据流到多个子信道上开展正交调制，其中快速傅立叶逆转换为其核心，将信息从频域转至时域，此外为令调制系统克服符号间干扰，需在调制输出符号间插入循环前缀，从而令各子信道在通过多径信道之后仍保持之间的正交性，经射频将调制信号放大之后再发送。
接收端的操作与发送端是正好相反的，用的是快速傅立叶转换，这样就重新变成频域信号，之后采集出子载波相位以及幅度并且将其变为数字信号。
1.2 子载波的调制正交频分复用技术为多载波调制方式，因信道不一样，各子载波自适应选择各自调制方式。
子载波实现自适应调制，需经过信道估计等环节。
其中信道估计的目的是得到信道状态信息，信道状态信息通常用信噪比以及传输函数来描述。
选择发送参数的选用能改变调制方式以及发送功率等。
最适参数的选择即特定条件之下的目标最优化。
[1]1.3 循环前缀符号间保护间隔的插入，可有效的去除符号间干扰。
插人的方法一般为符号间加零，也就是在发送符号之后的一段时间内不发任何信息，这段时间之后再开始下一符号的发送。
这样，虽可有效去除符号间干扰，但会对子载波之间正交性产生一定的破坏，导致子载波间干扰。
OFDM正交频分复用—现代通信理论课件
3.信道估计
4.信道编码和交织 5.改善系统对非线性的敏感性
6.均衡
四、OFDM系统性能
1.脉冲干扰
2.抗多径传播与衰落 3.调制方式 4.信道分配 5.多天线 6.频谱利用率
四、OFDM系统性能
频谱利用率
设信号采样频率为1/Ts，则每个子载波信号的采样速率为 1/(NTs)，载波间距NTs，忽略其旁瓣，其频谱宽度
(3) 基于DFT的OFDM有快速算法。 (4) 信道利用率很高，这一点在频谱资源有限的无线环境中很 重要。 当子载波个数很大时，系统的频带利用率趋于Nyquist极限。
二、OFDM系统传输特性
2.OFDM主要的不足之处
(1) 对系统中的非线性问题敏感。 (2)对定时和频率偏移敏感。
3.无线环境的特点
(1)对信号的衰耗随时间变化；(2)传输的时延随时间变化； (3) 多径传播；(4)衰落。 OFDM的有些优势是其它技术无法比拟的，OFDM由于其并行传 输机制、内在的抗干扰ISI的能力和内在的利用多径信道的分集特 性的能力，在衰落信道高速数据传输中显示了很强的鲁棒性。尤 其在高速无线室内传输中，OFDM技术被广泛采用。
牺牲频带利用率为代价,这在频带资源如此紧张的今天尤其不能忍
受。 上个世纪中期,人们又提出了频带混叠的子信道方案,信息速 率为a,并且每个信道之间距离也为aHz,这样可以避免使用高速均 衡和抗突发噪声差错,同时可以充分利用信道带宽, 节省了50%。 为了减少各个子信道间的干扰,我们希望各个载波间正交。 这种 “正交”表示的是载波的频率间精确的数学关系。
(6-99)
(6-100)
sOFDM (kT ) d m exp[ j m kT ]
m0
M 1
正交频分复用的基本原理与关键技术
正交频分复用的基本原理与关键技术正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM）是一种多载波调制技术，其基本原理和关键技术是实现高速数据传输和频谱高效利用的重要手段。
正交频分复用的基本原理是将高速数据流分为多个低速数据流，并将这些低速数据流分别调制到不同的正交子载波上进行传输。
在接收端，通过将这些子载波解调并进行合并，即可恢复出原始的高速数据流。
这种分频复用的方式可以有效地降低子载波之间的干扰，提高系统的抗干扰能力和传输性能。
正交频分复用的关键技术主要包括子载波的设计和调制解调技术。
子载波的设计是指如何选择合适的子载波数量和带宽分配，以及如何确定子载波之间的正交性。
常用的子载波设计方法有离散傅里叶变换（DFT）和离散余弦变换（DCT）等，通过这些变换可以将时域的信号转换为频域的信号，并实现子载波之间的正交性。
而调制解调技术则是指如何将数字信号映射到子载波上进行传输，并在接收端将接收到的子载波重新映射回数字信号。
常用的调制解调方法有相位调制（PSK）、正交振幅调制（QAM）等，通过这些调制技术可以实现高速数据的传输和高频谱效率的利用。
正交频分复用在实际应用中有着广泛的应用场景。
首先，正交频分复用可以用于提高无线通信系统的容量和覆盖范围。
由于正交频分复用可以降低子载波之间的干扰，因此可以在有限的频谱资源下实现更多用户的同时传输，提高系统的容量。
同时，正交频分复用还可以通过合理的子载波分配和功率控制，提高系统的覆盖范围，实现更远距离的通信。
正交频分复用可以用于抗多径衰落和频率选择性衰落。
由于正交频分复用将高速数据流分散到多个低速子载波上进行传输，因此可以克服多径传播引起的频率选择性衰落问题，提高系统的抗干扰能力。
同时，正交频分复用还可以通过子载波的设计和调制解调技术，实现对多径衰落信道的均衡和解调，提高系统的传输质量。
正交频分复用还可以用于提高系统的抗干扰能力和传输可靠性。
正交频分复用技术原理及应用
正交频分复用技术原理及应用作者：汪娟来源：《卷宗》2012年第05期摘要：正交频分复用技术 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)是目前应用最广泛的多载波调制技术之一。
随着集成数字电路和数字信号处理器件的迅猛发展，在移动通信和其他宽带无线技术中OFDM获得广泛应用。
本文主要介绍OFDM技术的原理及其在多方面的应用。
关键词：OFDM，调制技术，4G引言正交频分复用技术是一种特殊的多载波传输方案，它可以被看作是一种调制技术，也可以被当作是一种复用技术。
随着大规模集成电路让FFT技术的实现不再是难以逾越的障碍，一些其它难以实现的困难也部得到了解决，OFDM广泛应用于通信技术的各个领域。
1正交频分复用技术的基本原理正交频分复用是目前应用最广泛的多载波调制技术之一。
正交频分复用的基本思想是：将信道分成若干个正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个信道上进行传输。
当调制信号通过无线信道到达接收端时，由于信道多径效应带来的码间串扰（ISI）的作用，子载波之间不再保持良好的正交状态，因而发送前需要在码元间插入保护间隔。
如果保护间隔大于最大时延扩展，则所有时延小于保护间隔的多径信号将不会延伸到下一个码元期间，从而有效地消除了码间串扰。
2 正交频分复用技术技术的应用2.1地面广播传输中的应用因为数字广播系统的音频和视频编码朝着国际上同一的标准发展，所以数字外部广播链路的信源编码采用同一标准。
信源的比特率要在传输容量与信源的质量之间找到一个平衡点。
DTT中的ODFM的有效码元的长度要考虑传播路径的延时和时变衰减。
同时这个参数还取决于硬件的限制。
如FFT载波的个数和大规模集成电路处理的速度。
假定采用统一的带宽，增加有效的码元长度和保护间隔同增加FFT的载波数可以达到一样的效果。
硬件技术的发展对OFDM装置性能的改善起着重要的作用。
保护间隔的长度大于最大的多径延迟是可取的，但是在DTT中保护间隔的长度不能取得太长。
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正交频分复用（OFDM）原理及其实现
高建勤熊淑华
（四川大学电子信息学院成都610064 ）
摘要本文介绍了正交频分复用(OFDM)技术的基本原理，讨论了OFDM系统的实现方法，并简要分析了OFDM系统的性能特点。
关键词正交频分复用（OFDM）调制解调
The Fundamental and Implementation of OFDM
Gao Jianqin Xiong Shuhua
(College of Electronics & Information Engineering, Sichuan University, Chengdu 610064 ) Abstract：In this paper, the principle of OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) is firstly introduced, and then its methods to implement are discussed. Finally, the performance properties of OFDM system are given briefly.
Key words：Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) Modulation Demodulation 1.引言
在现代通信系统中，如何高速和可靠地传输信息成为人们关注的一个焦点。
虽然现在数据传输理论和实践已经取得了相当大的进展，但是随着通信的发展，特别是无线通信业务的增长，可以利用的频率资源日趋紧张。
OFDM调制技术的出现为实现高效的抗干扰调制技术和提高频带利用率开辟了一条的新路径。
OFDM调制技术的应用可以追溯到二十世纪60年代，主要用于军用的高频通信系统，也曾被考虑应用于高速调制解调器。
目前OFDM技术已经被广泛应用于广播式的音频和视频领域和民用通信系统中，主要的应用包括：非对称的数字用户环路（ADSL）、ETSI标准的数字音频广播（DAB）、数字视频广播（DVB）、高清晰度电视(HDTV)、无线局域网（WLAN）等。
本文简要叙述了正交频分复用技术的基本原理和OFDM系统的实现方法，最后总结了OFDM系统的性能特点。
2.OFDM基本原理
OFDM是一种无线环境下的高速传输技术，该技术的基本原理是将高速串行数据变换成多路相对低速的并行数据并对不同的载波进行调制。
这种并行传输体制大大扩展了符号的脉冲宽度，提高了抗多径衰落的性能。
传统的频分复用方法中各个子载波的频谱是互不重叠的，需要使用大量的发送滤波器和接受滤波器，这样就大大增加了系统的复杂度和成本。
同时，为了减小各个子载波间的相互串扰，各子载波间必须保持足够的频率间隔，这样会降低系统的频率利用率。
而现代OFDM系统采用数字信号处理技术，各子载波的产生和接收都由数字信号处理算法完成，极大地简化了系统的结构。
同时为了提高频谱利用率，使各子载波上的频谱相互重叠（如图一所示），但这些频谱在整个符号周期内满足正交性，从而保证接收端能够不失真地复原信号。
当传输信道中出现多径传播时，接收子载波间的正交性就会被破坏，使得每个子载波上的前后传输符号间以及各个子载波间发生相互干扰。
为解决这个问题，在每个OFDM传输信号前面插入一个保护间隔，它是由OFDM信号进行周期扩展得到的。
只要多径时延不超过保护间隔，子载波间的正交性就不会被破坏。
图1 正交频分复用信号的频谱示意图
3.OFDM系统的实现
由上面的原理分析可知，若要实现OFDM，需要利用一组正交的信号作为子载波。
我们再以码元周期为T的不归零方波作为基带码型，经调制器调制后送入信道传输。
OFDM调制器如图2所示。
要发送的串行二进制数据经过数据编码器形成了M个复数序列，此复数序列经过串并变换器变换后得到码元周期为T的M路并行码，码型选用不归
零方波。
用这M路并行码调制M个子载波来实现频分复用。
图2 OFDM调制器
在接收端也是由这样一组正交信号在一个码元周期内分别与发送信号进行相关运算实现解调，恢复出原始信号。
OFDM解调器如图3所示。
然而上述方法所需设备非常复杂，当M很大时，需要大量的正弦波发生器，滤波器，调制器和解调器等设备，因此系统非常昂贵。
为了降低OFDM系统的复杂度和成本，我们考虑用离散傅立叶变换（DFT）和反变换（IDFT）来实现上述功能。
如果在发送端对D(m)做IDFT，把结果经信道发送到接收端，然后对接收到的信号再做DFT，取其实部，则可以不失真地恢复出原始信号D(m)。
这样就可以利用离散傅立叶变换来实现OFDM信号的调制和解调。
实现框图如图4和图5所示。
用DFT和IDFT实现的OFDM系统，大大降低了系统的复杂度，减小了系统成本，为OFDM的广泛应用奠定了基础
4.OFDM系统的性能特点
通过各个子载波的联合编码，OFDM具有很强的抗衰落能力，同时也有很强的抗窄带干扰能力，因为这些干扰仅仅影响到很小一部分的子信道。
OFDM系统可以有效地抗信号波形间干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。
OFDM信道利用率高，这点在频谱资源有限的无线环境中尤其重要。
但是OFDM存在两个缺陷：对频率偏移和相位噪声比较敏感；峰值与平均值比相对较
大，这个比值变大会降低射频发射器的功率效率。
图3 OFDM 解调器
D(k) 串行
d(n ) d(t) 数据
图4 用离散傅立叶变换实现OFDM 的调制器
D(k) 串行
d(n ) d(t)
数据
图5 用离散傅立叶变换实现OFDM 的解调器 结束语
本文较详细地叙述了OFDM 技术的基本原理，实现和它的性能特点。
OFDM 由于其频谱利用率高、成本低等原因越来越受到人们的关注。
现在OFDM 技术得到了广泛应用，尤其是在移动通信领域，预计第三代以后的移动通信的主流技术将是OFDM 技
参考文献
数据 串并IDFT D/A 变 换 低通数据 并串DFT A/D 变 换 低通
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