中国科学技术大学：《现代通信原理》课程教学资源（课件讲稿）第九章 正交频分复用技术 OFDM

第9章正交频分复用技术

第9章 正交频分复用技术

9.1引言 冬小 正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 是一种特殊的多载波传输方式，它可以被看作一种调制技术，也可以被 当作一种复用技术。OFDM最早源于20世纪50年代中期，在60年代已经 形成了使用并行数据传输和频分复用的概念

9.1 引言  正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing） 是一种特殊的多载波传输方式，它可以被看作一种调制技术，也可以被 当作一种复用技术。OFDM最早源于20世纪50年代中期，在60年代已经 形成了使用并行数据传输和频分复用的概念

OFDM的发展历史 I957年，美国军方KinePlex HF Modem最早采用多载波调制(MCM 1966年，Bell Labs的Chang在美国申请第一个OFDM专利（专利号US3488445) 1971年，Veinstein&Ebert提出采用FFT /IFFT实现OFDM,并引入保护间隙 冬1985年，Cimini提出将OFDM用于移动通信 1987年，Alard&Lasalle提出将OFDM用于数字广播 1995年，ETSI提出DAB标准—第一个OFDM应用系统 1997年，ETSI提出DVB-T标准 ÷1998年，ETSI Magic WAND计划演示WLAN OFDM Modem 1999年，WLAN标准一IEEE802.11a和HIPERLAN-Ⅱ 2000年，OFDM无线本地接入(Fixed Wireless Access)应用—V-OFDM ÷2001年，新的IEEE802.11与802.16（UWB)标准采用0FDM,2006年802.16e ÷2005年LTE,2012年4G标准

OFDM的发展历史  1957年，美国军方KinePlex HF Modem 最早采用多载波调制(MCM)  1966年，Bell Labs 的Chang 在美国申请第一个OFDM专利（专利号US3488445）  1971年，Weinstein & Ebert 提出采用 FFT /IFFT实现 OFDM，并引入保护间隙  1985年，Cimini 提出将 OFDM 用于移动通信  1987年，Alard & Lasalle提出将 OFDM 用于数字广播  1995年，ETSI 提出 DAB 标准——第一个 OFDM 应用系统  1997年，ETSI 提出 DVB-T 标准  1998年，ETSI Magic WAND 计划演示 WLAN OFDM Modem  1999年，WLAN标准——IEEE 802.11a 和 HIPERLAN-Ⅱ  2000年，OFDM无线本地接入(Fixed Wireless Access)应用——V-OFDM  2001年，新的 IEEE 802.11 与 802.16（UWB）标准采用 OFDM，2006年802.16e  2005年 LTE ， 2012年 4G标准

Magic WAND

Magic WAND

FDM与OFDM的区别 冬FDM的频谱 frequency Conventional Frequency Division Multiplex(FDM)multicarrier modulation technique OFDM的频谱 Saving of the bandwidth frequency Orthogonal Frequency Division Multiplex(OFDM)multicarrier modulation technique

FDM与OFDM的区别  FDM的频谱  OFDM的频谱

(a) (b) OFDM中的一个载波的频谱 OFDM中的多个载波的频谱

OFDM中的一个载波的频谱 OFDM中的多个载波的频谱

10 spectrum of 1st sub-channel OFDM spectrum 0 : -10 -20 : -30 1 0.5 0 0.5 1

。MCM的基本思想 Channel bandwidth is divided into multiple subchannels to reduce ISI and frequency-selective fading. Multicarrier transmission Subcarriers are orthogonal each other in frequency domain. ofjaueo-qns serial data symbols 1-Nfaweqns parallel data symbols ser parallel converter ☒ T

 MCM的基本思想  Channel bandwidth is divided into multiple subchannels to reduce ISI and frequency-selective fading.  Multicarrier transmission : Subcarriers are orthogonal each other in frequency domain

For a large number of subchannels,the arrays of sinusoidal generators and coherent demodulators required in a parallel system become unreasonably expensive and complex.The receiver needs precise phasing of the demodulating carriers and sampling times.Weinstein and Ebert applied the discrete Fourier transform (DFT)to parallel data transmission system as part of the modulation and demodulation process

 For a large number of subchannels, the arrays of sinusoidal generators and coherent demodulators required in a parallel system become unreasonably expensive and complex. The receiver needs precise phasing of the demodulating carriers and sampling times. Weinstein and Ebert applied the discrete Fourier transform (DFT) to parallel data transmission system as part of the modulation and demodulation process

OFDM Modem N subchannels Ncomplex samples quadrature Bits I amplitude add D/A+ 十 S/P modulation ● W-IFFT ● ● cyclic ● P/S transmit 001101 ● QAM) ● prefix ● filter encoder TRANSMITTER RECEIVE multipath channel R Ncomplex N subchannels samples nvert channel Receive remove QAM ● filter decoder ● ● W-FFT ● S/P cyclic + ● ● frequency ● ● prefix domain A/D equalizer

OFDM Modem P/S QAM decoder invert channel = frequency domain equalizer S/P quadrature amplitude modulation (QAM) encoder N-IFFT add cyclic prefix P/S D/A + transmit filter N-FFT S/P remove cyclic prefix TRANSMITTER RECEIVE R N subchannels N complex samples N complex samples N subchannels Receive filter + A/D multipath channel Bits 00110