Información en inglés sobre ofdm o transmisión por cable acústico unipolar acústico subacuático. Lo mejor es traer un traductor.
La multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM), a veces también llamada modulación multitono discreta (DMT), puede considerarse como un caso especial de transmisión multiportadora, con la capacidad de transmitir datos de alta velocidad y puede eficazmente resistir la selección de frecuencia, la atenuación sexual, gradualmente ganó atención y adopción.
OFDM utiliza una gran cantidad de subportadoras ortogonales adyacentes, y cada subportadora utiliza un esquema de modulación tradicional para modulación de baja velocidad de símbolos. Puede considerarse como una combinación de tecnología de modulación y tecnología de multiplexación.
Definición[editar]
La modulación es la acción de cambiar los datos transmitidos correspondientes a la onda portadora, que puede ser fase, frecuencia, amplitud o una combinación de ellas. El concepto básico de la multiplexación por división de frecuencia ortogonal es dividir un flujo de datos de alta velocidad en varios flujos de datos de baja velocidad, modular estos flujos de datos de baja velocidad al mismo tiempo y transmitirlos en varias portadoras mutuamente ortogonales. Dado que el ancho de banda de cada subportadora es más pequeño y más cercano al ancho de banda coherente, puede combatir eficazmente el debilitamiento de la selectividad de frecuencia, por lo que se usa ampliamente en las comunicaciones inalámbricas actuales.
La multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) es una tecnología de transmisión multiportadora. La llamada tecnología de transmisión multiportadora se refiere a dividir el espectro disponible en múltiples subportadoras, cada subportadora puede transportar un flujo de datos de baja velocidad.
Función[editar]
Ventajas de OFDM[editar]
Reducir eficazmente el impacto de los canales multitrayectoria y selectivos de frecuencia en el aumento de la tasa de error de bits en el receptor fin.
El receptor puede compensar la distorsión de la transmisión del canal utilizando un simple ecualizador de primer orden.
Aumenta la eficiencia espectral
Desventajas de OFDM[editar]
El transmisor y el receptor deben estar sincronizados con precisión.
Sensible a la deriva de frecuencia del efecto Doppler
Relación pico-promedio
Carga causada por prefijo cíclico
Ventajas sobre CDMA[ Editor ]
OFDM puede resistir mejor la interferencia multitrayecto y es relativamente sencillo de implementar.
En comparación con el receptor Rake de CDMA, el canal de frecuencia plana proporcionado por OFDMA puede lograr una mejor eficiencia de frecuencia MIMO.
Cuando aumenta el número de usuarios móviles en el estado de conexión del servicio, el radio de cobertura efectivo de la celda móvil no cambiará debido al efecto de respiración.
Mejor que los sistemas de acceso múltiple en tiempo compartido[editar]
Permite que varios usuarios transmitan flujos de datos de baja velocidad en paralelo.
Se pueden evitar los portadores de pulso.
La potencia de transmisión de los usuarios de baja velocidad se puede ajustar de forma flexible.
La latencia es fija y relativamente pequeña.
Simplificado el mecanismo de implementación anticolisión del acceso multiacceso
Mejor resistencia al desvanecimiento de la señal y a las interferencias.
Transmisión de portador único y multiportador[editar]
Portador único)[editar]
Los usuarios solo usan un portador para enviar y recibir señales en cualquier momento .
Múltiples operadores)[editar]
Utilice múltiples operadores en diferentes frecuencias para enviar y recibir señales al mismo tiempo. OFDM utiliza varias subportadoras ortogonales (potencia de 2) para transmitir señales. OFDM es un caso especial de modulación multiportadora. Utiliza varias señales de modulación de portadora ortogonal y no requiere un intervalo de guarda entre cada subportadora, lo que aumenta en gran medida la eficiencia de la utilización del ancho de banda y le da a OFDM el concepto de asignación de bits, es decir, aumentar la potencia de la portadora o mejorar la modulación. nivel (por ejemplo: bpsk->QAM), la asignación de bits hace que el uso del ancho de banda OFDM sea más eficiente.
Recepción
Ortogonalidad entre subportadoras[editar]
∫х(t)*y(t)dt=0? ∫х(f)Y(f)df = 0...①
Para evitar interferencias mutuas entre subportadoras, los sistemas multiportadoras requieren un alto grado de ortogonalidad entre subportadoras.
Para cumplir con el requisito de que las subportadoras sean ortogonales entre sí, el espaciado de frecuencia de las subportadoras debe tener ciertos requisitos para cumplir con los requisitos de la fórmula ①, que puede explicarse mediante la siguiente señal de paso de banda de banda de frecuencia limitada:
Supongamos que queremos analizar el intervalo δ f entre dos frecuencias subportadoras {f1, f2}, primero calculamos su correlación cruzada.
Entre ellos, δf = representa el intervalo de frecuencia entre dos portadoras. En la fórmula anterior, si fT = n donde n es un número entero distinto de cero, como δf = n/T, entonces R=0 significa que las dos subportadoras son ortogonales dentro del período del símbolo.
Atributos de la arquitectura del sistema[editar]
El diagrama de bloques del sistema OFDM se muestra arriba.
Paralelo a serie[editar]
El concepto más importante en el diseño de un sistema de multiplexación por división de frecuencia ortogonal es la transmisión de datos en paralelo, que se logra mediante convertidores de serie a paralelo. Los sistemas de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) transmiten datos a subportadoras con anchos de banda más pequeños, lo que equivale a transmitir cada dato en paralelo después de haber sido modulados por diferentes subportadoras.
En un sistema general de transmisión en serie, las señales se transmiten en una secuencia continua. Cuando la velocidad de transmisión de la señal es alta, el espectro de la señal puede ser tan grande que ocupe todo el ancho de banda disponible y la señal se distorsionará debido a la atenuación selectiva de frecuencia del canal. Por el contrario, en un sistema de transmisión en paralelo, los datos se transmiten en paralelo al mismo tiempo y cada señal paralela individual ocupa un ancho de banda pequeño, por lo que la respuesta de frecuencia del canal a través del cual pasa la señal puede considerarse plana.
Mapeo de señal[editar]
Correspondiente flujo de bits a cada símbolo modulado (por ejemplo: BPSK QPSK QAM)
Aplicación de la transformada rápida de Fourier[editar ]
Señal S(t)
¿Muestra t=N?
El OFDM anterior se puede realizar mediante la tecnología DFT FFT.
Los algoritmos de Transformada Rápida Inversa de Fourier y Transformada Rápida de Fourier son implementaciones rápidas de hardware de la Transformada Inversa de Fourier Discreta y la Transformada Discreta de Fourier.
En IEEE 802.11a, el tamaño de la transformada rápida inversa de Fourier y la transformada rápida de Fourier es N = 64.
Prefijo cíclico e intervalo de guarda)[editar]
Después de que la señal transmitida pasa a través de un canal con interferencia de trayectorias múltiples, hará que la parte posterior del símbolo anterior interfiera con la parte frontal. Fin del siguiente símbolo. Este tipo de interferencia se denomina "interferencia entre códigos".
Para superar el problema de ISI, se agrega un intervalo de guardia al frente de los símbolos OFDM. Para combatir el efecto del retardo del canal, la longitud del intervalo de Gurad (Tg) es mayor que la dispersión máxima del retardo, es decir, Tg > tiempo de propagación del retardo.
Un sistema OFDM sin señal en el intervalo de guardia se llama ZP-OFDM (relleno con ceros). ZP-OFDM tiene una potencia de transmisión relativamente baja, pero cuando el receptor recibe la señal en el área llena de ceros, destruirá la ortogonalidad de la portadora, provocando "interferencia entre portadoras (ICI)". de ahí que se llame prefijo cíclico); copia la señal en la segunda mitad del símbolo OFDM y la coloca en el intervalo de guarda. El prefijo cíclico reducirá la eficiencia del ancho de banda, por lo que debe ser inferior a 1/4 de la longitud del símbolo OFDM. Por ejemplo, el símbolo OFDM *** tiene 256 subportadoras y la longitud de su palabra cíclica es de 64 bits.
Estimación de canal y ecualizador[editar]
Dado que la señal recibida por el receptor es el resultado de la interacción entre la señal transmitida y la respuesta del canal, para resolver la señal transmitida señal, es necesario obtener la respuesta del canal, por lo que se requiere una estimación del canal. La estimación del canal que varía en el tiempo es más importante en entornos móviles de alta velocidad. Una mala estimación del canal conducirá a un aumento en la tasa de error de bits. El método común de estimación del canal es agregar las señales de prueba y obtener la respuesta del canal de esos puntos. Se estima la señal de prueba a partir de la señal de prueba y se calcula la respuesta completa del canal. El ecualizador compensa la señal recibida a través de los resultados de la estimación del canal, lo que reduce la tasa de error de bits. Dado que OFDM divide el ancho de banda en varias bandas de frecuencia pequeñas, lo que está más cerca del ancho de banda coherente del canal, la señal está menos distorsionada por el canal y puede compensarse con un simple ecualizador de primer orden.
Problemas encontrados[editar]
Varios problemas de sincronización[editar]
Desplazamiento de sincronización del símbolo
Cuando la señal recibida llega en fft, debe encontrar un punto de partida adecuado, seleccionar varios puntos desde el punto de partida para realizar la transformada de Fourier discreta y convertir la señal del dominio del tiempo nuevamente al dominio de la frecuencia. Si selecciona demasiado pronto o demasiado tarde, se producirá ISI.
En la fórmula anterior, Z representa la señal recibida, X representa la señal transmitida, H es la respuesta del canal y V es el ruido AWGN. De esta fórmula se puede ver que STO provocará cambios de fase, interferencias entre símbolos y distorsión de amplitud de la señal recibida.
Desplazamiento del reloj de muestreo
Debido a las diferentes velocidades de muestreo del transmisor y el receptor, se producirán errores en el punto de muestreo y el error SCO de la subportadora posterior será aún mayor.
Compensación de fase de la portadora
En el extremo transmisor, el transmisor multiplica la señal de banda base por la portadora f1 en el extremo transmisor, y en el extremo receptor, la señal de banda base se multiplica por la portador f2. Debido a que la diferencia de fase entre las dos portadoras f1 f2 está entre las frecuencias ascendentes y descendentes, provocará un cambio de fase de la portadora. El efecto Doppler del movimiento relativo del transmisor y el receptor también puede provocar un cambio de fase en la portadora de fase. El desplazamiento de fase de la portadora provocará una deriva de fase y un ICI de la señal recibida. Cuando se genera una portadora de alta frecuencia, siempre hay una fase inicial. Los factores humanos dificultan la sincronización completa de la portadora de alta frecuencia en el transmisor y la portadora en el receptor.
Desplazamiento de frecuencia de la portadora
Al igual que la frecuencia de la portadora convertida ascendente transmitida por el desplazamiento de fase no está sincronizada con la frecuencia de la portadora convertida ascendente en el extremo receptor, el Se producirá un desplazamiento de la frecuencia portadora. Los cambios Doppler causados por el movimiento relativo del transmisor y el receptor también pueden producir CFO. Cuanto más SCO, mayor será el desplazamiento de la subportadora, pero CFO significa que el desplazamiento de frecuencia es el mismo para cada subportadora. El impacto de los directores financieros es aún más severo en entornos móviles de alta velocidad. Los directores financieros pueden causar efectos graves de ICI.
Relación pico-promedio[editar]
Dado que la señal OFDM es una superposición lineal de múltiples señales subportadoras moduladas, puede causar que el nivel de la señal pico instantánea aumente. ser más alto que el nivel de la señal promedio plana, y luego habrá un efecto de relación de potencia pico a promedio. En un sistema de multiplexación por división de frecuencia ortogonal, la relación pico-promedio causa principalmente los dos problemas siguientes:
En el proceso de conversión de digital a analógico, se requiere un proceso de cuantificación. Cuando se utilizan cuantificadores con los mismos bits de cuantificación en el proceso de cuantificación, la distorsión de la señal se vuelve severa porque la señal se hace más grande y el ruido se hace más grande. Si desea reducir el ruido de cuantificación, debe aumentar la cantidad de bits de cuantificación para que el paso de cuantificación sea más conveniente, aumentando así la complejidad y el costo del proceso de cuantificación.
En el amplificador de potencia del circuito de radiofrecuencia, la señal amplificada linealmente tiene un rango determinado. Cuando la amplitud de la señal es mayor que un cierto rango, entrará en la zona de saturación, donde la señal se distorsionará debido a la amplificación no lineal. Las señales OFDM se superponen linealmente por múltiples señales subportadoras moduladas. Cuando aumenta el número de portadoras, la potencia de la señal puede exceder la región lineal del amplificador, provocando distorsión del canal.
Ver[editar]
Diversidad de frecuencia
Bibliografía[editar]
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