11、单载波与多载波传输及OFDM原理详解

单载波与多载波传输及OFDM原理详解

1. 单载波与多载波传输方案对比

单载波和多载波传输方案各有优劣。单载波方案在高速无线传输中可能不太适用，因为在多径衰落信道（即频率选择性衰落信道）中，它需要高复杂度的均衡器来处理符号间干扰（ISI）问题。而多载波方案则适用于高速无线传输，且无需复杂的信道均衡。

多载波方案有多种类型，这里主要介绍正交频分复用（OFDM）和滤波器组多载波（FMT）。它们在划分频段为子带的方式上有所不同：
- OFDM ：由于子载波之间保持正交性，不需要滤波器来分隔子带，但需要如虚拟载波（VC）这样的保护带来对抗相邻信道干扰（ACI）。
- FMT ：使用滤波器分隔子带以降低ACI，但会牺牲频谱效率，不过不需要保护带。从频谱效率角度看，只有当子载波数量少于64时，FMT才比OFDM更具优势。FMT属于可扩展自适应/高级调制（SAM）系列，能改变子载波数量和数据速率，已被欧洲电信标准协会（ETSI）的TETRA II标准采用。

此外，还有离散小波多音（DWMT）、OFDM/OQAM - IOTA等其他多载波传输方案。以下是单载波和多载波传输方案的详细对比表格：
| 方案 | 单载波传输 | 多载波传输（OFDM/DMT） | 多载波传输（FMT） |
| — | — | — | — |
| 子载波间隔 | — | 1/(符号持续时间) | ≈1/(符号持续时间) |
| 脉冲整形 | 奈奎斯特滤波器（如升余弦滤波器） | 窗口（如矩形） | 奈奎斯特滤波器（如升余弦滤波器） |
| 子信道分隔 | — | 正交性 | 带