 |
Ортогональное частотное мультиплексировании (OFDM)
|
|
|
|
Ортогональное частотное мультиплексировании (OFDM)
OFDM – одна из разновидностей частотного мультиплексирования, в котором единственный канал использует кратные поднесущие на смежных частотах. Кроме того, поднесущие в системе OFDM накладываются, чтобы увеличить спектральную эффективность. Обычно, перекрытие на соседние каналы может вызывать взаимную интерференцию. Однако поднесущие в системе OFDM точно ортогональны к друг другу, поэтому они накладываются без интерференции. В результате системы OFDM позволяют увеличить спектральную эффективность, не вызывая интерференции в соседних каналах. Частотная область системы OFDM представлена на диаграмме ниже.
Обратите внимание, есть семь поднесущих для каждого отдельного канала. Поскольку с увеличением полосы пропускания канала увеличивается поток символов, такая модуляция позволяет увеличить пропускную способность по сравнению с FDM системой.
Ортогональность поднесущих канала
Системы связи OFDM в состоянии более эффективно использовать частотный спектр из-за наложения поднесущих. Эти поднесущие могут частично перекрываться, не интерферируя со смежными поднесущими, поскольку максимальная мощность каждой поднесущей совпадает с минимальной мощностью каждого соседнего канала. Ниже показана частотная область системы OFDM. На графике видно, что каждая поднесущая представлена отдельным пиком. Кроме того, пик каждой поднесущей совпадает с пересечением нуля всех каналов.
Отметим, что каналы OFDM отличаются от каналов FDM с ограниченной полосой способом применения формирующего фильтра. В системах с FDM фильтр с sinc образной характеристикой используется во временной области, формируя каждый отдельный символ и предотвращая ISI. В системах OFDM такой фильтр применяется в частотной области для каждого канала. В результате каждая поднесущая остается ортогональной к остальным.
|
|
|
Реализация приема/передачи:
Чтобы использовать несколько поднесущих для передачи информации в отдельном канале, система связи OFDM должна состоять из нескольких элементов, показанных на рисунке ниже.
Преобразование из последовательного в параллельный поток
В системе OFDM, каждый канал может быть разбит на несколько поднесущих. Использование поднесущих делает оптимальным использование частотного спектра, но также требует дополнительной обработки сигнала передатчиком и приемником. Эта дополнительная обработка необходима для преобразования последовательного потока (bitstream) битов в несколько параллельных потоков для разделения между отдельными несущими. Как только поток был разделен для передачи на отдельных поднесущих, каждая поднесущая модулируется, как будто это был прежде отдельный канал. Приемник выполняет обратный процесс, чтобы разделить поступающий сигнал на соответствующие поднесущие и затем демодулирует их отдельно перед восстановлением исходного битового потока.
Модуляция с обратным БПФ
Модуляция сигнала происходит при Обратном БПФ (IFFT) на стадии передачи. На этом этапе схема модуляции может быть выбрана абсолютно независимо от используемого канала исходя из требований. Фактически, для каждой отдельной поднесущей можно использовать различные схемы модуляции. Роль IFFT - смодулировать каждый подканал на соответствующую несущую.
|
|
|
