ofdm技術的基本原理
在傳統的多載波通訊系統中，整個系統頻帶被劃分為若干個互相分離的子通道（載波）。載波之間有一定的保護間隔，接收端通過濾波器把各個子通道分離之後接收所需資訊。這樣雖然可以避免不同通道互相干擾，但卻以犧牲頻率利用率為代價。
而且當子通道數量很大的時候，大量分離各子通道訊號的濾波器的設定就成了幾乎不可能的事情。
上個世紀中期，人們提出了頻帶混疊的多載波通訊方案，選擇相互之間正交的載波頻率作子載波，也就是我們所說的ofdm。這種「正交」表示的是載波頻率間精確的數學關係。按照這種設想，ofdm既能充分利用通道頻寬，也可以避免使用高速均衡和抗突發雜訊差錯。
ofdm是一種特殊的多載波通訊方案，單個使用者的資訊流被串/並變換為多個低速率碼流，每個碼流都用乙個子載波傳送。ofdm不用帶通濾波器來分隔子載波，而是通過快速傅利葉變換（fft）來選用那些即便混疊也能夠保持正交的波形。
ofdm是一種無線環境下的高速傳輸技術。無線通道的頻率響應曲線大多是非平坦的，而ofdm技術的主要思想就是在頻域內將給定通道分成許多正交子通道，在每個子通道上使用乙個子載波進行調製，並且各子載波並行傳輸。這樣，儘管總的通道是非平坦的，具有頻率選擇性，但是每個子通道是相對平坦的，在每個子通道上進行的是窄帶傳輸，訊號頻寬小於通道的相應頻寬，因此就可以大大消除訊號波形間的干擾。
由於在ofdm系統中各個子通道的載波相互正交，它們的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，同時又提高了頻譜利用率。
ofdm技術屬於多載波調製（multi－carrier modulation，mcm）技術。有些文獻上將ofdm和mcm混用，實際上不夠嚴密。mcm與ofdm常用於無線通道，它們的區別在於：
ofdm技術特指將通道劃分成正交的子通道，頻道利用率高；而mcm，可以是更多種通道劃分方法。
ofdm技術的推出其實是為了提高載波的頻譜利用率，或者是為了改進對多載波的調製，它的特點是各子載波相互正交，使擴頻調製後的頻譜可以相互重疊，從而減小了子載波間的相互干擾。在對每個載波完成調製以後，為了增加資料的吞吐量、提高資料傳輸的速度，它又採用了一種叫作homeplug的處理技術，來對所有將要被傳送資料訊號位的載波進行合併處理，把眾多的單個訊號合併成乙個獨立的傳輸訊號進行傳送。另外ofdm之所以備受關注，其中一條重要的原因是它可以利用離散傅利葉反變換/離散傅利葉變換（idft/dft）代替多載波調製和解調。
ofdm增強了抗頻率選擇性衰落和抗窄帶干擾的能力。在單載波系統中，單個衰落或者干擾可能導致整個鏈路不可用，但在多載波的ofdm系統中，只會有一小部分載波受影響。此外，糾錯碼的使用還可以幫助其恢復一些載波上的資訊。
通過合理地挑選子載波位置，可以使ofdm的頻譜波形保持平坦，同時保證了各載波之間的正交。
ofdm儘管還是一種頻分復用（fdm），但已完全不同於過去的fdm。ofdm的接收機實際上是通過fft實現的一組解調器。它將不同載波搬移至零頻，然後在乙個碼元週期內積分，其他載波訊號由於與所積分的訊號正交，因此不會對資訊的提取產生影響。
ofdm的資料傳輸速率也與子載波的數量有關。
ofdm每個載波所使用的調製方法可以不同。各個載波能夠根據通道狀況的不同選擇不同的調製方式，比如bpsk、qpsk、8psk、16qam、64qam等等，以頻譜利用率和誤位元速率之間的最佳平衡為原則。我們通過選擇滿足一定誤位元速率的最佳調製方式就可以獲得最大頻譜效率。
無線多徑通道的頻率選擇性衰落會使接收訊號功率大幅下降，經常會達到30db之多，訊雜比也隨之大幅下降。為了提高頻譜利用率，應該使用與訊雜比相匹配的調製方式。可靠性是通訊系統正常執行的基本考核指標，所以很多通訊系統都傾向於選擇bpsk或qpsk調製，以確保在通道最壞條件下的訊雜比要求，但是這兩種調製方式的頻譜效率很低。
ofdm技術使用了自適應調製，根據通道條件的好壞來選擇不同的調製方式。比如在終端靠近基站時，通道條件一般會比較好，調製方式就可以由bpsk（頻譜效率1bit/s/hz）轉化成16qam－64qam（頻譜效率4～6bit/s/hz），整個系統的頻譜利用率就會得到大幅度的提高。自適應調製能夠擴大系統容量，但它要求訊號必須包含一定的開銷位元，以告知接收端發射訊號所應採用的調製方式。
終端還要定期更新調製資訊，這也會增加更多的開銷位元。
ofdm還採用了功率控制和自適應調製相協調工作方式。通道好的時候，發射功率不變，可以增強調製方式（如64qam），或者在低調製方式（如qpsk）時降低發射功率。功率控制與自適應調製要取得平衡。
也就是說對於乙個發射台，如果它有良好的通道，在傳送功率保持不變的情況下，可使用較高的調製方案如64qam；如果功率減小，調製方案也就可以相應降低，使用qpsk方式等。
自適應調製要求系統必須對通道的效能有及時和精確的了解，如果在差的通道上使用較強的調製方式，那麼就會產生很高的誤位元速率，影響系統的可用性。ofdm系統可以用導頻訊號或參考碼字來測試通道的好壞。傳送乙個已知資料的碼字，測出每條通道的訊雜比，根據這個訊雜比來確定最適合的調製方式。
什麼是ofdm
ofdm的英文全稱為orthogonal fre-quency division multiplexing，中文含義為正交頻分復用技術。這種技術是hpa聯盟（homeplug powerline alliance）工業規範的基礎，它採用一種不連續的多音調技術，將被稱為載波的不同頻率中的大量訊號合併成單一的訊號，從而完成訊號傳送。由於這種技術具有在雜波干擾下傳送訊號的能力，因此常常會被利用在容易受外界干擾或者抵抗外界干擾能力較差的傳輸介質中。
其實，ofdm並不是如今發展起來的新技術，ofdm技術的應用已有近40年的歷史，主要用於軍用的無線高頻通訊系統。但是，乙個ofdm系統的結構非常複雜，從而限制了其進一步推廣。直到上世紀70年代，人們採用離散傅利葉變換來實現多個載波的調製，簡化了系統結構，使得ofdm技術更趨於實用化。
80年代，人們研究如何將ofdm技術應用於高速modem。進入90年代以來，ofdm技術的研究深入到無線調頻通道上的寬頻資料傳輸。目前ofdm技術已經被廣泛應用於廣播式的音訊、**領域和民用通訊系統，主要的應用包括：
非對稱的數字使用者環路（adsl）、etsi標準的數字音訊廣播（dab）、數字**廣播（dvb）、高畫質晰度電視（hdtv）、無線區域網（wlan）等。
qamqam（quadrature amplitude modulation）
數字調製器作為dvb系統的前端裝置，接收來自編碼器、復用器、dvb閘道器、**伺服器等裝置的ts流，進行rs編碼、卷積編碼和qam數字調製，輸出的射頻訊號可以直接在有線電視網上傳送，同時也可根據需要選擇中頻輸出。它以其靈活的配置和優越的效能指標，廣泛的應用於數字有線電視傳輸領域和數字mmds系統。
qam調製技術
在qam（正交幅度調製）中，資料訊號由相互正交的兩個載波的幅度變化表示。模擬訊號的相位調製和數碼訊號的psk（相移鍵控）可以被認為是幅度不變、僅有相位變化的特殊的正交幅度調製。因此，模擬訊號頻率調製和數碼訊號的fsk（頻移鍵控）也可以被認為是qam的特例，因為它們本質上就是相位調製。
這裡主要討論數碼訊號的qam，雖然模擬訊號qam也有很多應用，例如ntsc和pal制式的電視系統就利用正交的載波傳輸不同的顏色分量。
有關psk和fsk方面的知識在本系列叢書《網路工程師必讀——網路工程基礎》一書中有詳細介紹，參見即可。
qam是一種向量調製，將輸入位元先對映（一般採用格雷碼）到乙個復平面（星座）上，形成複數調製符號，然後將符號的i、q分量（對應復平面的實部和虛部，也就是水平和垂直方向）採用幅度調製，分別對應調製在相互正交（時域正交）的兩個載波（cos wt和sin wt）上。這樣與幅度調製（am）相比，其頻譜利用率將提高1倍。qam是幅度、相位聯合調製的技術，它同時利用了載波的幅度和相位來傳遞資訊位元，因此在最小距離相同的條件下可實現更高的頻帶利用率，目前qam最高已達到1 024-qam（1 024個樣點）。
樣點數目越多，其傳輸效率越高，例如具有16個樣點的16-qam訊號，每個樣點表示一種向量狀態，16-qam有16態，每4位二進位制數規定了16態中的一態，16-qam中規定了16種載波和相位的組合，16-qam的每個符號和週期傳送4位元。
qam調製器的原理是傳送資料在位元/符號編碼器（也就是串–並轉換器）內被分成兩路，各為原來兩路訊號的1/2，然後分別與一對正交調製分量相乘，求和後輸出。接收端完成相反過程，正交解調出兩個相反碼流，均衡器補償由通道引起的失真，判決器識別複數訊號並對映回原來的二進位制訊號。作為調製訊號的輸入二進位制資料流經過串–並變換後變成四路並行資料流。
這四路資料兩兩結合，分別進入兩個電平轉換器，轉換成兩路4電平資料。例如，00轉換成-3，01轉換成-1，10轉換成1，11轉換成3。這兩路4電平資料g1（t）和g2（t）分別對載波cos2πfct和sin2πfct進行調製，然後相加，即可得到16-qam訊號。
類似於其他數字調製方式，qam發射的訊號集可以用星座圖方便地表示，星座圖上每乙個星座點對應發射訊號集中的那一點。星座點經常採用水平和垂直方向等間距的正方網格配置，當然也有其他的配置方式。數字通訊中資料常採用二進位制數表示，這種情況下星座點的個數一般是2的冪。
常見的qam形式有16-qam、64-qam、256-qam等。星座點數越多，每個符號能傳輸的資訊量就越大。但是，如果在星座圖的平均能量保持不變的情況下增加星座點，會使星座點之間的距離變小，進而導致誤位元速率上公升。
因此高階星座圖的可靠性比低階要差。
採用qam調製技術，通道頻寬至少要等於碼元速率，為了定時恢復，還需要另外的頻寬，一般要增加15%左右。與其他調製技術相比，qam編碼具有能充分利用頻寬、抗雜訊能力強等優點。但qam調製技術用於adsl的主要問題是如何適應不同**線路之間較大的效能差異。
要取得較為理想的工作特性，qam接收器需要乙個和傳送端具有相同的頻譜和相應特性的輸入訊號用於解碼，qam接收器利用自適應均衡器來補償傳輸過程中訊號產生的失真，因此採用qam的adsl系統的複雜性來自於它的自適應均衡器。
當對資料傳輸速率的要求高過8-psk能提供的上限時，一般採用qam的調製方式。因為qam的星座點比psk的星座點更分散，星座點之間的距離因此更大，所以能提供更好的傳輸效能。但是qam星座點的幅度不是完全相同的，所以它的解調器需要能同時正確檢測相位和幅度，不像psk解調只需要檢測相位，這增加了qam解調器的複雜性。
交換機與路由器區別
交換機(switch)是一種基於mac（網絡卡的硬體位址）識別，能完成封裝**資料報功能的網路裝置。交換機可以「學習」mac位址，並把其存放在內部位址表中，通過在資料幀的始發者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使資料幀直接由源位址到達目的位址。現在的交換機分為：
二層交換機，三層交換機或是更高層的交換機。三層交換機同樣可以有路由的功能，而且比低端路由器的**速率更快。它的主要特點是：
一次路由，多次**。
現代通訊網路作業
統計時分復用訊號 同步時分復用是指將時間劃分為基本單位，1幀占用時長為125ux。每幀分成若干個時隙，並按順序編號，所有幀中編號相同的時隙成為乙個子通道，該通道是恆定速率的，乙個通道傳遞乙個話路的資訊。統計時分復用傳送把資訊分成很多小段，稱為分組。每個分組前附加標誌碼，標誌要去哪個輸出端，即路由標記...
通訊網路實驗報告
姓名 陸超 潘豪 學號 01101486 01101491 班級 011015 2013.12.28 實驗內容 1.廣域網實驗 2.網路資料獲取 3.socket程式設計實驗 4.udp tcp通訊實驗 5.資料鏈路層協議的設計與實現 6.滑動視窗協議實驗 7.嗅探器的實現 1 廣域網實驗 實驗目的...
計算機通訊網路實驗總結
網路實驗總結 這學期的網路實驗我確實學到了不少網路通訊方面的知識，串列埠通訊，路由器 交換機的基本知識，通訊網路的構成，如何組織規劃乙個網路。路由器的配置，交換機的配置，三層交換機的路由功能 虛擬機器的建立和使用等等。總體感覺不錯，在實驗的過程中鍛鍊了自己的動手能力，對一些通訊裝置有了感官上的了解，...