多載波

定義

載波，就是載著數據的特定頻率的無線電波。在無線通信中，需要傳輸的數據頻率通常是低頻的，如果按照數據本身的頻率來傳輸，不利於接收和同步。使用載波傳輸，可以將數據的信號載入調製到一個高頻載波的信號上。接收方按照載波的頻率來接收數據信號，通過波幅的不同將需要的數據信號提取出來。

通常我們採用的通信系統是單載波方案（如GSM），這種系統在數據速率不高時，信號頻寬小於信道的相干頻寬，接收端符號間干擾（ISI）不嚴重，只要採用簡單的均衡器就可以消除符號間干擾。隨著數據速率的提高，信號頻寬大於信道的相干頻寬，均衡器的抽頭數量和運算的複雜性提高，使用均衡器已經無法消除ISI。

多載波系統通過把高速的串列數據流變成幾個低速並行的數據流，同時調製幾個載波，信道時延擴展引起的ISI減小。同時，由衰落或干擾引起接收端的錯誤得以分散。

多載波調製，採用多個載波信號（將信道分成若干正交子信道），將需要傳輸的數據信號轉換成並行的低速子數據流（子數據流具有低得多的傳輸比特速率），然後調製到在每個子信道上進行傳輸，即利用這些子數據分別去調製若干個載波。

比如n-COFDM，其中n是子載波數量。以3780-COFDM調製方式為例：把需要傳送的數據分成3780組，然後每組再分成兩組（通過幅度編碼生成I信號和Q信號），用3780組I信號和Q信號分別對3780個頻率各不相同的載波進行正交調製，最後把所有的調製信號合在一起進行傳送。

清華的DMB-T方案選用的就是多載波調製，在DMB-T方案中採用3780-COFDM調製方式。

多載波的平均頻率相對來說可以低一些，但載波的最高頻率與單載波的頻率相對來說，並不會相差很大。載波頻率的最大好處就是，可以降低信號傳輸過程中的多徑反射干擾（即圖像重影效應）。

與多載波對應的就是單載波（是指在一個固定的頻段內只採用一個載波的調製技術。比如4-QAM，8-QAM，16-QAM，32-QAM，64-QAM，128-QAM，256-QAM等，或8 VSB、16 VSB）。

QAM簡稱正交調幅，就是把一序列需要傳送的數位訊號分成兩組，並分別對兩組數位訊號進行幅度編碼，使之變成幅度不同的調製信號，即I信號和Q信號。然後用I信號和Q信號分別對頻率相同、相位相差90°的兩個載波進行調幅，最後再把兩路調製過的信號合成在一起進行傳送。

就多載波調製中的各個載波而言，其調製的工作原理與QAM單載波調製的工作原理基本相同，只是把需要傳送的數據分成很多組。

兩種載波方式具有統一頻寬、統一傳輸碼率、統一定時時鐘、統一系統信息和統一幀結構，單、多載波在實現時的區別在於IFFT處理算法不同。其他功能單元完全一樣，具有相同的實現結構。一般會根據套用需求在兩者之間進行簡單切換。

多載波模式抗多徑干擾能力強、頻譜利用率高，目前的寬頻無線傳輸技術的發展趨勢充分的證明多載波技術在無線廣播和通信系統套用中具有一定的優勢。