模拟与数字，频分与OFDM

许秋雨，2024.11.23

通信就是搬运信息，如语音视频等，与搬家一样。模拟通信就类似搬运组装好的家具，这时不好打包送递，但两边都是现成的，很方便。数字通信类似搬运零件，即发送家把家具先拆散成最小的零件，到目的地后，收家再把零件组装起来。这时打包递送方便，但两边不方便。

从前迫于电子拆散速度跟不上，即两端的拆散和组装速度来不及，没法做高速数字通信，只能做模拟通信，如1G的频分。发端做频分为的是收端方便，因为不同用户间在模拟域内相互正交，即用不着数字化也正交，这样用户间的区分实现起来方便，即可用模拟实现。可是，因为要在模拟域内也正交，要做到这样，这时的频谱利用率不高。

如果不要求用户间的信号在模拟域内正交，怎么也能很方便地用某种反相关性来把它们分开呢？OFDM 恰好能做到这样，但是它要求信号是数字的（离散的）。这时OFDM信号尽管在模拟域内不正交，但在离散域内可正交，更重要的是OFDM不光能更有效地“频分”还能很有效地（天生地）消除码间干扰【1，2】。只是它要求是数字通信。可是，正如上面所说，多年前两边的拆散速度还跟不上（如ADC, DSP芯片速度还跟不上），所以做数字困难，尽管OFDM在上世纪60年代就有了，可难以实现，难以实时。

随着ADC,DSP芯片速度的提升，终于在十几年前的 4G时代OFDM能在手机上实现了，手机上都能做，别的设备就更能做了。

要说电子工程（EE）与计算机（CS）的区别，那就是EE大多要求实时，而CS就不一定。遗憾的是，现在人们都被人工智能（AI）打了鸡血，大多EE的人也都已忘记了自己的本分！

【1】“解决码间干扰（ISI）一直是数字通信物理层的最主要工作”，《科学网》，

https://blog.sciencenet.cn/blog-3395313-1436833.html

【2】“原来如此”，《科学网》，

https://blog.sciencenet.cn/blog-3395313-1450229.html