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摘 要 OFDM自上世纪60年代起经过了一个不断发展完善的过程，OFDM的调制和调解，以及FFT实现，加入循环前缀可以消除由于时间弥散信道而产生的ISI和ICI的影响，OFDM在移动通信中的运用，主要是OFDM和DS-CDMA相结合，主要有MC-CDMA，MC-DS-CDMA和MT-CDMA这三种方式。
关键词 OFDM；移动通信；FFT；SCM系统
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）03-0063-01
1 OFDM发展历程
OFDM即正交频分复用，属于MCM技术的一种，具有MCM的种种优势，频谱利用率较MCM更高。上世纪60年代，Chang发表了一篇阐述在线性带限信道中，通过ICI和ISI并行传输消息的原理。后来，Saltzberg对其进行分析，得出一个重要结论，并行处理系统不是为了单个信道的完善，而是为了使相邻信道串话的情况减少，并在在后来形成的数字基带处理中证明了其正确性。Weistein在1971年为OFDM技术引入了DFT技术，使OFDM技术得到进一步发展。为解决正交性，Peled在1980年将CP引入OFDM，此举虽使能量损失，但获得了极低的ICI，也是一大进步。因近年来DSP技术和VLSI技术的发展，使大量复杂运算得到实现，高速存储也不再是问题，从而使OFDM更加
实用。
2 OFDM的原理
首先是OFDM的调制以及调解，即使子信道频谱会相互混叠，由于子载波间有正交性，每个子信道仍然可以被分离出来。而OFDM系统实现了FFT，就能最大化的省略振荡器还有积分器，DSP技术已十分成熟，运用DSP技术能使系统成本降低，同时降低复杂度，使OFDM系统更加实用化。
其次是循环前缀，消除ISI并消除ICI可以通过加循环前缀来实现，只要使循环前缀比信道的延迟扩展最大值更长，就能消除一前一后两个符号形成干扰的问题，也能使OFDM更像一个周期，使各个子载波之间保持正交性。加入循环前缀变循环的卷积信道为线性的卷积信道，使得发送信号受信道的影响大大减小，从而不至于发生子载波互相干扰的现象。
再次，OFDM属于多载波调制技术，也算是频域技术的一种，因为其要在频域完成所有的信号处理。OFDM能有效的抵抗时域的脉冲噪声的干扰，但却抵抗不了频域脉冲的影响，与此相反的，单载波调制不仅可以抵抗频域的脉冲干扰，还能对时域的脉冲保持敏感。因为SCM的符号周期非常短，所以SCM不可能加入保卫间隔，OFDM就可以加保卫间隔，即时域。同时，还可以为SCM系统插入训练序列，来保证系统同步和帮助自适应均衡器的收敛，这样就能抗多径干扰。
3 移动通信领域中的OFDM
移动通信中应用OFDM，主要表现在结合多种多址方式。目前研究较多的是OFDM结合DS-CDMA，这种结合可以利用两方面的有点，实现高速传输。OFDM和DS-CDMA结合主要以下三种。第一，MC-CDMA，即时域扩频，属于频域扩频，把扩频序列中的不同码片使用不同子载波传播，以得到频率分集。不同于时域频域扩频的不同码片分别在不同频段同时占有一段时间，时域扩频可以实现不同码片在不同时间占有被扩展的同一段频谱，采用OFDM可以使频带的利用率提高到原来的一倍，那么实现同样的扩频增益只需使用原来一般的宽带。第二，MC-DS-CDMA，是时域扩频，发射机能够在时域使用提供的扩频码对经过S/P变换的数据流开始扩频，这样就能把得到的每个子载波频谱使用最小的频率间隔的状况下保持持续正交。这样可以使各个子载波里的数据速率得到降低，以加长码片周期，更易于同步扩频序列。第三，MT-CDMA，也是一种时域扩频，该发射机可以用提供的扩频码在时域内对通过S/P变换的不同数据流开始扩频，这样各个子载波频谱就能在扩频以前吧频谱间隔降到最小，同时还保持正交，进而经过扩频之后的每路子载波频谱就不用再保持正交。该发射机的使用长度和其子载波数是成正比的，这与一般DS-CDMA的最长扩频系列的扩频相比，它的用户容量更是比一般DS-CDMA系统要大得多。
对Prasad R.给出的三种不同方式和DS-CDMA的强大性能进行比较，就会发现，在同时都是方波脉冲的波形是，DS-CDMA系统所需的带宽可以达到MC-CDMA与MC-DS-CDMA的带宽的两倍，同时，MT-CDMA需要的带宽就差不多和DS-CDMA系统相等。
4 结束语
OFDM技术有众多优势，比如它能抗多径衰落，它频谱利用率极高，还有均衡简单等，被大家认为是移动通信发展到第四代的关键技术，尤其是将OFDM和CDMA结合起来研究，更是当前人们关注的热点。但是，OFDM也有两个不能忽视的弱点，使得将OFDM技术运用与第四代移动通信不能够被人们完全接受，两个弱点即它的峰均功率较高，且对频率偏移十分敏感。这两者分别导致了射频的攻防效率低同时发射成本较高，还有同步较复杂，而这两个缺点都和移动终端的大小限制有冲突，这也是OFDM技术广泛应用在移动通信领域的重大障碍，为了解决这两个问题，目前也有广泛而激烈的讨论。
参考文献
[1]SALTZBERG B R.Performance of an efficient parallel date transmission systern[J].IEEE Trans Commun 1967，COM-15（6）：805-811.
[2]WEISTEN S B，EBERT P M.Data transmission by frequency-division multiplexing using the Discrete Fourier Transform[J].IEEE Trans Commun.Technol 1971，COM-19（10）：628-634.
[3]宫剑，贾怀义.OFDM技术及其仿真性能分析[J].铁道学报，2002，24（3）：45-48.
[4]程云鹏.矩阵论（第二版）[M].西安：西北工业大学出版社，2000.
[5]WANG Zhengdao，GIANNAKIS G B，Wireless multicarrier communications where Fouriere meets Shannon[C].IEEE Signal Processing Mag，May.2000，29-48.
作者简介
张双玲（1982-），女，汉族，河南郑州人，教师，研究方向：电子信息。
关键词 OFDM；移动通信；FFT；SCM系统
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）03-0063-01
1 OFDM发展历程
OFDM即正交频分复用，属于MCM技术的一种，具有MCM的种种优势，频谱利用率较MCM更高。上世纪60年代，Chang发表了一篇阐述在线性带限信道中，通过ICI和ISI并行传输消息的原理。后来，Saltzberg对其进行分析，得出一个重要结论，并行处理系统不是为了单个信道的完善，而是为了使相邻信道串话的情况减少，并在在后来形成的数字基带处理中证明了其正确性。Weistein在1971年为OFDM技术引入了DFT技术，使OFDM技术得到进一步发展。为解决正交性，Peled在1980年将CP引入OFDM，此举虽使能量损失，但获得了极低的ICI，也是一大进步。因近年来DSP技术和VLSI技术的发展，使大量复杂运算得到实现，高速存储也不再是问题，从而使OFDM更加
实用。
2 OFDM的原理
首先是OFDM的调制以及调解，即使子信道频谱会相互混叠，由于子载波间有正交性，每个子信道仍然可以被分离出来。而OFDM系统实现了FFT，就能最大化的省略振荡器还有积分器，DSP技术已十分成熟，运用DSP技术能使系统成本降低，同时降低复杂度，使OFDM系统更加实用化。
其次是循环前缀，消除ISI并消除ICI可以通过加循环前缀来实现，只要使循环前缀比信道的延迟扩展最大值更长，就能消除一前一后两个符号形成干扰的问题，也能使OFDM更像一个周期，使各个子载波之间保持正交性。加入循环前缀变循环的卷积信道为线性的卷积信道，使得发送信号受信道的影响大大减小，从而不至于发生子载波互相干扰的现象。
再次，OFDM属于多载波调制技术，也算是频域技术的一种，因为其要在频域完成所有的信号处理。OFDM能有效的抵抗时域的脉冲噪声的干扰，但却抵抗不了频域脉冲的影响，与此相反的，单载波调制不仅可以抵抗频域的脉冲干扰，还能对时域的脉冲保持敏感。因为SCM的符号周期非常短，所以SCM不可能加入保卫间隔，OFDM就可以加保卫间隔，即时域。同时，还可以为SCM系统插入训练序列，来保证系统同步和帮助自适应均衡器的收敛，这样就能抗多径干扰。
3 移动通信领域中的OFDM
移动通信中应用OFDM，主要表现在结合多种多址方式。目前研究较多的是OFDM结合DS-CDMA，这种结合可以利用两方面的有点，实现高速传输。OFDM和DS-CDMA结合主要以下三种。第一，MC-CDMA，即时域扩频，属于频域扩频，把扩频序列中的不同码片使用不同子载波传播，以得到频率分集。不同于时域频域扩频的不同码片分别在不同频段同时占有一段时间，时域扩频可以实现不同码片在不同时间占有被扩展的同一段频谱，采用OFDM可以使频带的利用率提高到原来的一倍，那么实现同样的扩频增益只需使用原来一般的宽带。第二，MC-DS-CDMA，是时域扩频，发射机能够在时域使用提供的扩频码对经过S/P变换的数据流开始扩频，这样就能把得到的每个子载波频谱使用最小的频率间隔的状况下保持持续正交。这样可以使各个子载波里的数据速率得到降低，以加长码片周期，更易于同步扩频序列。第三，MT-CDMA，也是一种时域扩频，该发射机可以用提供的扩频码在时域内对通过S/P变换的不同数据流开始扩频，这样各个子载波频谱就能在扩频以前吧频谱间隔降到最小，同时还保持正交，进而经过扩频之后的每路子载波频谱就不用再保持正交。该发射机的使用长度和其子载波数是成正比的，这与一般DS-CDMA的最长扩频系列的扩频相比，它的用户容量更是比一般DS-CDMA系统要大得多。
对Prasad R.给出的三种不同方式和DS-CDMA的强大性能进行比较，就会发现，在同时都是方波脉冲的波形是，DS-CDMA系统所需的带宽可以达到MC-CDMA与MC-DS-CDMA的带宽的两倍，同时，MT-CDMA需要的带宽就差不多和DS-CDMA系统相等。
4 结束语
OFDM技术有众多优势，比如它能抗多径衰落，它频谱利用率极高，还有均衡简单等，被大家认为是移动通信发展到第四代的关键技术，尤其是将OFDM和CDMA结合起来研究，更是当前人们关注的热点。但是，OFDM也有两个不能忽视的弱点，使得将OFDM技术运用与第四代移动通信不能够被人们完全接受，两个弱点即它的峰均功率较高，且对频率偏移十分敏感。这两者分别导致了射频的攻防效率低同时发射成本较高，还有同步较复杂，而这两个缺点都和移动终端的大小限制有冲突，这也是OFDM技术广泛应用在移动通信领域的重大障碍，为了解决这两个问题，目前也有广泛而激烈的讨论。
参考文献
[1]SALTZBERG B R.Performance of an efficient parallel date transmission systern[J].IEEE Trans Commun 1967，COM-15（6）：805-811.
[2]WEISTEN S B，EBERT P M.Data transmission by frequency-division multiplexing using the Discrete Fourier Transform[J].IEEE Trans Commun.Technol 1971，COM-19（10）：628-634.
[3]宫剑，贾怀义.OFDM技术及其仿真性能分析[J].铁道学报，2002，24（3）：45-48.
[4]程云鹏.矩阵论（第二版）[M].西安：西北工业大学出版社，2000.
[5]WANG Zhengdao，GIANNAKIS G B，Wireless multicarrier communications where Fouriere meets Shannon[C].IEEE Signal Processing Mag，May.2000，29-48.
作者简介
张双玲（1982-），女，汉族，河南郑州人，教师，研究方向：电子信息。