正交頻分多址接入(OFDMA)綜述

　正交頻分多址接入(OFDMA)是OFDM(正交頻分復用)調制的一種形式，它針對多用戶通信進行了優(yōu)化，尤其是蜂窩電話和其它移動設備。

　　它是針對蜂窩電話長期演進(LTE)的最合適調制方案。在這種演變的過程中, OFDMA的名稱變?yōu)楦咚僬活l分復用分組接入(HSOPA)。OFDMA的變量由WiMAX論壇選為調制方案，后來又根據IEEE針對IEEE 802.16-2004(固話)和802.12e(移動)WiMAX的標準進行了標準化。

　　與CDMA(碼分多真址接入)寬帶 CDMA及通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)這類3G調制方案相比，它的好處在于具有更高的頻譜效率和更好的抗衰落性能。對于低數據率用戶，它只需要更低的發(fā)射功耗，具有恒定而不是隨時間變化的更短延遲，以及避免沖突的更簡潔方法。

　　OFDMA會把副載波的子集分配給各個用戶。以關于信道狀態(tài)的反饋為基礎，系統(tǒng)能執(zhí)行自適應用戶到副載波的分配。只要這些副載波分配被迅速地執(zhí)行，與OFDM相比，快速衰退、窄帶同頻干擾性能都得到了改進。反過來，這又改進了系統(tǒng)的頻譜效率。

　　
兩點設想

　　OFDMA顯然與其它的調制方案既有不同點，又有相似之處。例如，它能被當作一種替代方案，把OFDM與時分多址連接方式(TDMA)或時域統(tǒng)計多路復用技術的結合起來。不采用“脈控”高功率載波，低數據率用戶就能連續(xù)地以低發(fā)射功率進行傳輸，并且這會產生恒定且更短的延遲時間。

　　另一方面，OFDMA也可以被看作是頻域和時域多路接入的結合。從這個角度看，頻譜被分割成時頻空間，并且時隙會沿著OFDM符號引導部分以及OFDM副載波引導部分進行分配。

　　
OFDMA 演進

　　通過一個短故事來理解OFDMA和其它幾種技術之間的關系是最好的方法。IEEE 802.11 WLAN系列的標準是對室內網絡考慮的。當模擬蜂窩技術表現出了它的市場潛力及它在技術上的不足時，工程師就開始設計能把Wi-Fi功能擴展到戶外網絡的專有的MAC和PHY系統(tǒng)。

　　事實上，寬帶接入中的大部分活動發(fā)生在ISO第1層(PHY層)和2層(媒體訪問控制或MAC 層)。

　　當寬帶無線MAN(城域網)的標準化工作開始后，它為研究其它調制方案打開了大門，并且OFDM和OFDMA的價值也變得顯而易見了。WiMAX論壇對這些方案的評估和向標準機構提出的建議發(fā)揮了幫助作用。

　　這最終演進成IEEE 802.16標準。IEEE 802.16-2004提供固定帶寬無線的標準，而IEEE 802.16e則提供移動帶寬無線標準。這兩種標準都支持多個PHY模式，但其選項都不支持包括WCDMA或UMTS這種3G調制方案在內的現有方案。

　　與 OFDM和OFDMA一起，可擴展的OFDMA方案也被包括在這一標準當中。

　　可擴展的802.16物理層(sOFDMA)憑借針對固話和便攜式/移動使用模式的固定副載波間隔，為范圍從1.25 MHz到20 MHz的信道帶寬提供了最佳的性能。

　　根據信道帶寬，利用可變的快速傅氏變換算法(FFT)，這一架構以可擴展的子通道化結構為基礎。除了可變的FFT大小外,這一規(guī)范也支持像多輸入多輸出 (MIMO)天線分集這樣的功能。

　　針對大多數實際目的，因為它們是如此的相似，sOFDMA和OFDMA是可以是互換的。作為一種關鍵技術，這兩種方案都支持子通道化。子通道化涉及把多個信道??成許多子信道—理論???成數千個子信道有關。子通道的特征是具有所有4種變化： OFDM； OFDMA；sOFDMA；Flash OFDMA。這是一個由 Flarion公司創(chuàng)建的變量，去年Flarion被高通兼并，這清楚地表明CDMA變量不會成為4G調制方案。

　　OFDMA 網絡的用戶在整個帶寬內被分配了大量子信道。與基站接近的用戶，通過像6?QAM(正交幅度調制)這樣的高調制方案，分配了更多數量的信道，從而能提供最大的數據流量。隨著用戶向更遠處移動，大量的子信道被動態(tài)地重新向下分配，但是被分派到每個信道的功率卻增加了。單元的容量仍保持相同的容量，并且盡管每個用戶都擁有魯棒的連接，但在邊緣地區(qū)，仍存在較低流量的折中。