Der Empfänger ist wie bei jedem anderen Funksystem der kompliziertere Teil. Bei Funksystemen und natürlich auch bei OFDM gibt es zwei besondere Punkte, auf die ein Empfänger achten muss: Zeit-/Phasen- und Frequenzsynchronisation. Beides ist entscheidend für die Leistung des Receivers. Ein Empfänger erhält seinen Eingang von der Antenne (oder den Antennen) und dem angeschlossenen rauscharmen Verstärker.
Ein Bandpass unterdrückt Signale aus dem Spektrum. Der Demodulator wandelt das Signal zurück in das Basisband und stellt so das komplexwertige Datensignal wieder her. In diesem Schritt haben wir die Zeitbereichsdarstellung des Signals. Das Zeitsignal wird nun an den „Derotator“ übergeben, der bei jeder Zeitabtastung einen Phasenversatz anwendet, um Frequenzdrifts und globale Phasenversätze zu kompensieren. Eine spezielle Einheit im Empfänger ist dafür verantwortlich, die Frequenz- und Phasendrifts zu ermitteln, zu verfolgen und für jede Probe den zugehörigen Korrekturwert zu berechnen.
Dies ist eine recht kritische Aufgabe, da hier gemachte Fehler als zusätzliches (empfängerinternes) Rauschen auf alle Datensymbole wirken. Die Frequenz- und Zeitsynchronisationseinheit verwendet typischerweise als Eingabe die Autokorrelation der eingegebenen Zeitsequenz (insbesondere des zyklischen Präfixes) und des Referenzsymbols (oder Pilotsymbols), verschachtelt mit den Daten an vordefinierten Positionen. Das korrigierte Signal wird nun in die Fast-Fourier-Transformation (FFT) eingespeist, die einen schnellen und effizienten Algorithmus für die diskrete Fourier-Transformation implementiert, um das Signal zurück in die Frequenzbereichsdarstellung zu bringen.
Mit anderen Worten: Die FFT dekodiert die komplexwertigen Datensymbole für jeden Unterträger. Bevor die FFT angewendet wird, muss natürlich das zyklische Präfix entfernt werden. Die wiederhergestellten Unterträger-Datensymbole sind noch nicht nützlich, da es möglicherweise noch zu Verzerrungen durch Phasenversätze und durch die Kanalausbreitung (Mehrwegeausbreitung) kommt. Daher besteht der nächste Schritt darin, die Daten entsprechend der bekannten Kanalantwort zu korrigieren.
Die Kanalschätzung verwendet die Pilot- und Referenzsignale, die mit den normalen Daten an vordefinierten Positionen verschachtelt sind, um die Kanalzustandsinformationen zu schätzen und dauerhaft zu korrigieren. Das Schöne an der Frequenzbereichsdarstellung ist, dass eine durch Kanalausbreitung und Zeitversatz verursachte Verzerrung in erster Linie einfache Korrekturfaktoren für jeden Unterträger ist, sodass hier keine komplexe Filterung erforderlich ist.
Nachdem wir unsere Datensymbole für jeden Unterträger korrigiert haben, kann die Symbol-Demapping erfolgen. Hier stellen wir die ursprüngliche Bitsequenz entweder als hart entschiedene Bits oder als weich entschiedene Bits wieder her. (Softbits haben einige Vorteile bei der weiteren Verarbeitung, nämlich bei der Kanaldekodierung.)