4.3. Доступ на основе технологии ofdm
Технология OFDM основана на частотно-временном разделении каналов с когерентным приемом. Технологию OFDM – Orthogonal Frequency Division Multiplexing, применяют, чтобы снять проблему межсимвольной интерференции, вызванную многолучевым распространением радиоволн. Вместо того, чтобы передавать n информационных символов цифрового информационного сигнала (ЦИС) на одной несущей частоте (рис. 4.5а), их передают одновременно на n поднесущих частотах, размещенных в полосе радиоканала (рис. 4.5б). Между символами вводят защитные промежутки такой длительности Tg , чтобы приходящие из-за многолучевого распространения радиоволн символы с запаздыванием не “наползали” на следующие. При этом длина каждого символа Tb увеличивается по сравнению с длительностью символа в исходной последовательности в nTb/(Tb+Tg) раз.
Рис. 4.5. Принцип технологии OFDM
Спектральная картина OFDM сигнала (всего 7 поднесущих) показана на рис. 4.6.
Рис. 4.6. Спектр OFDM сигнала
Энергетический спектр реального OFDM сигнала при NS=128 и использовании 4-ФМ на каждой из поднесущих приведен на рис. 4.7.
Рис. 4.7. Спектр OFDM сигнала с 4-ФМ и N = 128
Чтобы
при приеме можно было различать сигналы,
передаваемые на соседних поднесущих,
все сигналы должны быть взаимно
ортогональны. Согласно теории рядов
Фурье условие выполнимо, если расстояние
между соседними поднесущими
.
OFDM
стали использовать в новейших стандартах
радиодоступа: Wi-Fi,
WiMAX
и LTE.
В базовом варианте Wi-Fi
IEEE
802.11a,g
информацию передают на 48 поднесущих
OFDM сигнала. Длительность символа Tb=3,2
мкс, длительность паузы Tg=0,8
мкс. Расстояние между соседними частотами
МГц. При модуляции 2-ФM
в каждом из 48 каналов скорость передачи
в радиоканале
Мбит/с
При переходе к многопозиционным методам модуляции
Мбит/с
Мбит/с
При использовании в процессе передачи защитного кодирования с разными скоростями кода Rкода получаем следующие скорости передачи информации в радиокадрах (табл.4.1).
Для формирования OFDM сигнала используют обратное быстрое преобразование Фурье (обратное БПФ); при приеме – прямое быстрое преобразование Фурье (БПФ). Сигнал OFDM формируют на пониженной частоте с последующим переносом спектра на частоту радиоканала.
Таблица 4.1
|
Скорость данных, Мбит/с |
Вид модуляции |
Скорость свёрточного кодирования |
Количество битов на символ в одном подканале |
Общее количество битов в OFDM-символе (48 подканалов) |
Количество битов данных в OFDM-символе |
|
6 |
2-ФМ |
1/2 |
1 |
48 |
24 |
|
9 |
2-ФМ |
3/4 |
1 |
48 |
36 |
|
12 |
4-ФМ |
1/2 |
2 |
96 |
48 |
|
18 |
4-ФМ |
3/4 |
2 |
96 |
72 |
|
24 |
16-КАМ |
1/2 |
4 |
192 |
96 |
|
36 |
16-КАМ |
3/4 |
4 |
192 |
144 |
|
48 |
64-КАМ |
2/3 |
6 |
288 |
192 |
|
54 |
64-КАМ |
3/4 |
6 |
288 |
216 |