OFDM

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Технологии модуляции   
Аналоговая модуляция
AM · SSB · ЧМ (FM) · ЛЧМ · ФМ (PM) · СКМ
Цифровая модуляция
АМн · ФМн · КАМ · ЧМн · GMSK
OFDM · COFDM · TCM
Импульсная модуляция
АИМ · ДМ · ИКМ · ΣΔ · ШИМ · ЧИМ · ФИМ
Расширение спектра
FHSS · DSSS
См. также: Демодуляция

OFDM (англ. Orthogonal frequency-division multiplexing — мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) является цифровой схемой модуляции, которая использует большое количество близко расположенных ортогональных поднесущих. Каждая поднесущая модулируется по обычной схеме модуляции (например, квадратурная амплитудная модуляция) на низкой символьной скорости, сохраняя общую скорость передачи данных, как и у обычных схем модуляции одной несущей в той же полосе пропускания. На практике сигналы OFDM получаются путем использования БПФ (Быстрое преобразование Фурье).

Преимущества[править | править вики-текст]

Основным преимуществом OFDM по сравнению со схемой с одной несущей является её способность противостоять сложным условиям в канале. Например, бороться с затуханием в области ВЧ в длинных медных проводниках, узкополосными помехами и частотно-избирательным затуханием, вызванным многолучевым характером распространения, без использования сложных фильтров-эквалайзеров. Канальная эквализация упрощается вследствие того, что OFDM сигнал может рассматриваться как множество медленно модулируемых узкополосных сигналов, а не как один быстро модулируемый широкополосный сигнал. Низкая символьная скорость делает возможным использование защитного интервала между символами, что позволяет справляться с временным рассеянием и устранять межсимвольную интерференцию (МСИ).

Модель идеальной системы с OFDM[править | править вики-текст]

Основным преимуществом OFDM по сравнению со схемой с одной несущей является её способность противостоять сложным условиям в канале.

Передатчик[править | править вики-текст]

OFDM transmitter ideal.png

Несущий сигнал OFDM – сумма нескольких ортогональных поднесущих, на каждой из которых передаваемые на основной частоте данные независимо модулируются с помощью одного из типов QAM или QPSK. Далее этим суммарным сигналом модулируется радиочастота.

s[n] – это последовательный поток двоичных цифр. Во время обратного преобразования этот поток преобразуется сначала в N параллельных потоков, после чего каждый из них отображается в поток символов (иногда комплексный) с помощью процедуры, обратной квадратурной амплитудной модуляции QAM или QPSK, соответственно. Каналы независимы, преобразования могут быть разными, количество бит на символ в них тоже разное. Поэтому разные потоки могут иметь разную битовую скорость. Например, пропускная способность линии 2400 бод (символов в секунду), и первый поток работает с  QPSK (2 бита на символ) и передает 4800 бит/с, а другой работает с QAM-16 (4 бита на символ) и передает 9600 бит/с.

Обратное FFT считается на каждом блоке символов, создавая такое же множество комплексных (отсчетов во временной области?) time-domain samples. Далее ЦАПы преобразуют в аналоговый вид отдельно мнимую и действительную компоненты, после чего комбинируют их стандартным способом, после чего с их помощью модулируются, соответственно, косинусоида и синусоида с

радиочастотой. Эти сигналы далее суммируются и дают передаваемый сигнал s(t).

Приёмник[править | править вики-текст]

OFDM receiver ideal.png

Приемник принимает сигнал r(t) , выделяет из него sin и cos на радиочастоте. Создаются сигналы в полосе вокруг 2f_c, использую фильтры низких частот. Получившиеся сигналы далее оцифровываются с помощью АЦП, подвергаются прямому FFT. Получается сигнал в частотной области.

Теперь есть N параллельных потоков, каждый из которых преобразуется в двоичный код с помощью заданного алгоритма квадратурной амплитудной модуляции. Получается поток, близкий к потоку, который требовалось передать передатчику.

Применение[править | править вики-текст]

Проводная связь[править | править вики-текст]

Беспроводная связь[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Владимир Лебедев Модуляция OFDM в радиосвязи // Радиолюбитель. — 2008. — № 9. — С. 36—40.
  • Бакулин М. Г., Крейнделин В. Б., Шлома А. М., Шумов А. П. Технология OFDM. Учебное пособие для вузов. — М.: Горячая линия - Телеком, 2015. — 360 с. — ISBN 978-5-9912-0549-8.

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]