OFDM

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 27 septembrie 2014; verificările necesită 45 de modificări .

OFDM ( Orthogonal frequency-division multiplexing ) este o schemă de modulație digitală care utilizează un număr mare de subpurtători ortogonali strâns distanțate ( multiplexare ) [1] . Fiecare subpurtătoare este modulată cu o schemă convențională de modulație (cum ar fi modularea în amplitudine în cuadratura ) la o rată de simbol scăzută, menținând rata totală de date ca și în cazul schemelor convenționale de modulație cu un singur purtător în aceeași lățime de bandă. În practică, semnalele OFDM sunt obținute prin aplicarea unei FFT inversă ( Fast Fourier Transform ).

Principiul plasării subpurtatorului

Semnalul OFDM este format din subpurtători armonici, care sunt distanțați în frecvență la intervale egale (în acest caz vorbim de plasarea echidistantă a subpurtătorilor). $N$ $\Delta f$

Cu o astfel de aranjare a frecvențelor, banda totală de frecvență ocupată de un semnal OFDM este împărțită în subcanale, a căror lățime este , unde este durata eșantionului de semnal, peste care se realizează operația FFT (interval simbol). $\Delta F$ $N$ $\Delta f=1/T_{s)$ $T_{s}$

Astfel, dacă scriem expresia pentru intervalul de frecvență dintre subpurtători ca , atunci cazul va corespunde OFDM. $\Delta f=\alpha /T_{s)$ $\alpha=1$

Banda de frecvență totală ocupată de N subcanale de frecvență ortogonală OFDM este descrisă prin expresia: . $\Delta F=N/T_{s)$

Beneficii

Principalul avantaj al OFDM față de un singur purtător este capacitatea sa de a rezista la condiții dificile de canal. De exemplu, combateți atenuarea de înaltă frecvență în conductoarele lungi de cupru, zgomotul de bandă îngustă și atenuarea selectivă a frecvenței cauzate de propagarea pe mai multe căi, fără a utiliza filtre de egalizare complexe. Egalizarea canalului este simplificată datorită faptului că semnalul OFDM poate fi văzut ca o multitudine de semnale de bandă îngustă cu modulare lent, mai degrabă decât ca un semnal de bandă largă cu modul rapid. Rata scăzută a simbolurilor face posibilă utilizarea unui interval de gardă între simboluri, care poate face față împrăștierii în timp și poate elimina interferența inter-simbol (ISI).

Dezavantajele OFDM

Condiția de ortogonalitate a subpurtătorilor, pe lângă aceste avantaje, provoacă și o serie de dezavantaje ale metodei OFDM [1] :

eficiență spectrală limitată atunci când se utilizează o lățime de bandă relativ largă;
imposibilitatea manevrării frecvenței subpurtătoarelor pentru detonarea de la interferența concentrată pe spectru;
sensibilitatea la schimbarea frecvenței Doppler , care reduce posibilitatea implementării unei comunicări de mare viteză cu obiectele în mișcare.

Transmițător

Un semnal OFDM este suma mai multor subpurtători ortogonali [1] , pe fiecare dintre care datele transmise la frecvența principală sunt modulate independent folosind unul dintre tipurile de modulație (BPSK, QPSK, 8-PSK, QAM etc.). Frecvența radio este apoi modulată de acest semnal suma.

$s[n]$ este un flux serial de cifre binare. Înainte de transformarea Fourier rapidă inversă (FFT), acest flux este mai întâi convertit în N fluxuri paralele, după care fiecare dintre ele este mapat la un flux de simbol folosind o fază (BPSK, QPSK, 8-PSK) sau modulație în cuadratura de amplitudine-fază ( procedura QAM). Când se utilizează modulația BPSK, se obține un flux de numere binare (1 și −1), cu QPSK, 8-PSK, QAM - un flux de numere complexe. Deoarece fluxurile sunt independente, metoda de modulare și, prin urmare, numărul de biți per simbol în fiecare flux poate fi diferită. Prin urmare, fluxurile diferite pot avea rate de biți diferite. De exemplu, lățimea de bandă a liniei este de 2400 baud (caractere pe secundă), iar primul flux funcționează cu QPSK (2 biți per simbol) și transmite 4800 bps, iar celălalt funcționează cu QAM-16 (4 biți pe simbol) și transmite 9600 bps Cu.

FFT inversă este calculată pentru N simboluri care sosesc simultan, producând același set de eșantioane complexe din domeniul timpului (eșantioane din domeniul timpului ). În continuare , convertoarele digital-analogic (DAC) convertesc componentele reale și imaginare separat în formă analogică, după care modulează, respectiv, unda cosinus RF și sinusoida. Aceste semnale sunt însumate în continuare și dau semnalul transmis s(t) .

Receptor

Receptorul primește un semnal r(t) , extrage componentele de cuadratura cosinus ( cos ) și sinus ( sin ) din acesta prin înmulțirea r(t) cu și - și filtre trece-jos care filtrează oscilațiile din banda din jurul lui . Semnalele rezultate sunt apoi digitizate folosind convertoare analog-digitale (ADC), supuse transformării Fourier rapide directe (FFT). Rezultatul este un semnal în domeniul frecvenței. $\cos(2\pi f_{c}t)$ $\sin(2\pi f_{c}t)$ $2f_{c)$

Acum există N fluxuri paralele, dintre care fiecare este convertit într-o secvență binară folosind un algoritm de modulație de fază dat (când este utilizat într-un transmițător BPSK, QPSK, 8-PSK) sau modulație în cuadratura de amplitudine-fază (când este utilizat într-un transmițător QAM) . În mod ideal, obțineți un flux de biți egal cu fluxul de biți pe care l-a trimis transmițătorul.

Aplicație

Comunicare prin cablu

ADSL și VDSL
DVB-C2 , o versiune îmbunătățită a standardului de televiziune digitală prin cablu DVB-C
PLC HomePlug AV , transmisie de date prin linii electrice

Wireless

sisteme de comunicații fără fir standardele IEEE 802.11 și HIPERLAN/2 ;
sisteme de televiziune digitală terestră DVB-T , DVB-T2 și ISDB-T ;
sisteme de televiziune mobilă terestră DVB-H , DVB-T2 , T-DMB , ISDB-T și MediaFLO ;
sistem digital de difuzare DRM ;
sisteme de comunicații fără fir din standardul Flash-OFDM ;
sisteme de comunicații fără fir din standardul LTE ;
sisteme de comunicații fără fir ale standardului IEEE 802.16 (WiMAX);
sisteme de comunicații fără fir ale standardelor IEEE 802.20 , IEEE 802.16e (Mobile WiMAX) și WiBro ;
sisteme de comunicații fără fir ale standardului IEEE 802.15.3a .

Vezi și

N-OFDM
COFDM
MS5
OFDMA ( Orthogonal Frequency-Division Multiple Access ) este o metodă de asigurare a transmiterii de informații către mai mulți utilizatori într-un singur spectru radio, bazată pe tehnologia OFDM; utilizat în tehnologiile 3GPP LTE și Wi-Fi 6 .
Canale de diviziune în frecvență

Note

↑ 1 2 3 4 Slyusar, Vadim. Semnale de multiplexare a frecvenței non-ortogonale (N-OFDM). Partea 1. . Tehnologii și mijloace de comunicare. - 2013. - Nr 5. S. 61 - 65. (2013). Consultat la 14 iulie 2019. Arhivat din original la 6 aprilie 2016. (nedefinit)

Literatură

Vladimir Lebedev. Modulația OFDM în comunicațiile radio // Radioamator. - 2008. - Nr 9 . - S. 36-40 .
Bakulin M. G., Kreindelin V. B., Shloma A. M., Shumov A. P. tehnologia OFDM. Manual pentru universități. - M. : Hot line - Telecom, 2015. - 360 p. — ISBN 978-5-9912-0549-8 .

Link -uri

De ce WiMax și LTE folosesc OFDM // Sudo Null IT News

radio amator

Activitate

radiosport

Discipline	MR-2 complet MP-3 universal MP-4 complet Comunicare radio pe HF Comunicare radio pe VHF SRT
Maeștri în sport	URSS HMS Rusia HMS MSMK Ucraina HMS

Reguli

Organizații

IARU
ITU
- ITU-T
- ITU-R
- ITU-D
MSR
DOSAAF
Roskomnadzor
Uniunea Radioamatorilor din Rusia
- Saratov
FSUE „GRCHTS”

Moduri de comunicare

Telefon	A.M DSB-SC SSB FM P.M
televizor	SSTV
Date / Telegraf	AMPRNet APRS AX.25 CW D-STAR FRN FSK MFSK OFDM PACTOR Winmor PSK PSK31 PSKmail FIRE Spread Spectrum echolink

Tehnologie

cultură

Literatură	Broșuri Ajutor pentru un radioamator Reviste QST Radio Cărți Biblioteca de radio de masă Tânăr radioamator
Filme	Dacă băieții lumii... Deasupra noastră este Crucea de Sud