OFDM

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 27. syyskuuta 2014 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 45 muokkausta .

OFDM ( Orthogonal Frequency-division multiplexing ) on digitaalinen modulaatiomenetelmä , joka käyttää suurta määrää lähekkäin olevia ortogonaalisia apukantoaaltoja ( multipleksointi ) [1] . Kukin apukantoaalto moduloidaan tavanomaisella modulaatiomenetelmällä (kuten kvadratuuriamplitudimodulaatiolla ) pienellä symbolinopeudella säilyttäen kokonaisdatanopeuden kuten tavanomaisissa yhden kantoaallon modulaatiomenetelmissä samalla kaistanleveydellä. Käytännössä OFDM-signaalit saadaan käyttämällä käänteistä FFT:tä ( Fast Fourier Transform ).

Apukantoaallon sijoittamisen periaate

OFDM-signaalin muodostavat harmoniset apukantoaallot, jotka ovat taajuuden välein tasavälein (tässä tapauksessa puhutaan apukantoaaltojen tasaetäisyydestä). $N$ $\Delta f$

Tällaisella taajuuksien järjestelyllä OFDM-signaalin varaama kokonaistaajuuskaista jaetaan alikanaviin, joiden leveys on , missä on signaalinäytteen kesto, jonka aikana FFT -toiminto suoritetaan (symboliväli). $\Delta F$ $N$ ${\displaystyle \Delta f=1/T_{s))$ $T_{s}$

Jos siis kirjoitamme alikantoaaltojen välisen taajuusvälin lausekkeen muodossa , tapaus vastaa OFDM:ää. $\Delta f=\alpha /T_{s}$ $\alpha=1$

N OFDM:n ortogonaalisen taajuusalikanavan kokonaistaajuuskaistaa kuvaa lauseke: . ${\displaystyle \Delta F=N/T_{s))$

Edut

OFDM:n tärkein etu yhteen kantoaaltoon verrattuna on sen kyky kestää vaikeita kanavaolosuhteita. Esimerkiksi taistele korkeataajuista vaimennusta vastaan pitkissä kuparijohtimissa, kapeakaistaista kohinaa ja monitie-etenemisen aiheuttamaa taajuusselektiivistä vaimennusta ilman monimutkaisten taajuuskorjainsuodattimien käyttöä. Kanavakorjaus on yksinkertaistettu johtuen siitä, että OFDM-signaalia voidaan pitää useana hitaasti moduloituna kapeakaistaisena signaalina eikä yhtenä nopeasti moduloituna laajakaistaisena signaalina. Alhainen symbolinopeus mahdollistaa symbolien välisen suojavälin käytön, joka kestää aikahajautta ja eliminoi symbolien välisen häiriön (ISI).

OFDM:n haitat

Apukantoaaltojen ortogonaalisuuden ehto aiheuttaa näiden etujen lisäksi myös useita OFDM-menetelmän haittoja [1] :

rajoitettu spektrinen tehokkuus käytettäessä suhteellisen laajaa kaistanleveyttä;
mahdottomuus ohjata apukantoaaltojen taajuutta virityksen poistamiseksi spektrin yli keskittyneistä häiriöistä;
herkkyys Doppler - taajuusmuutokselle, mikä vähentää mahdollisuutta toteuttaa nopea tietoliikenne liikkuvien kohteiden kanssa.

Lähetin

OFDM-signaali on useiden ortogonaalisten apukantoaaltojen summa [1] , joista jokaisella päätaajuudella lähetetty data moduloidaan itsenäisesti käyttämällä yhtä modulaatiotyypeistä (BPSK, QPSK, 8-PSK, QAM jne.). Radiotaajuutta moduloidaan sitten tällä summasignaalilla.

$s[n]$ on binäärilukujen sarjavirta. Ennen käänteistä nopeaa Fourier-muunnosta (FFT) tämä virta muunnetaan ensin N:ksi rinnakkaisvirraksi, jonka jälkeen jokainen niistä kartoitetaan symbolivirraksi käyttämällä vaihe- (BPSK, QPSK, 8-PSK) tai amplitudivaihe- kvadratuurimodulaatiota ( QAM) menettely. BPSK-modulaatiota käytettäessä saadaan binäärilukuvirta (1 ja −1), QPSK, 8-PSK, QAM - kompleksilukujen virta. Koska virrat ovat riippumattomia, modulaatiomenetelmä ja siten bittien lukumäärä symbolia kohti kussakin virrassa voivat olla erilaisia. Siksi eri virroilla voi olla erilaiset bittinopeudet. Esimerkiksi linjan kaistanleveys on 2400 baudia (merkkiä sekunnissa), ja ensimmäinen stream toimii QPSK:lla (2 bittiä per symboli) ja lähettää 4800 bps, ja toinen toimii QAM-16:lla (4 bittiä per symboli) ja lähettää 9600 bps:n kanssa.

Käänteinen FFT lasketaan N:lle samanaikaisesti saapuvalle symbolille, jotka tuottavat saman joukon kompleksisia aika-alueen näytteitä ( aika-alueen näytteet ). Seuraavaksi digitaali-analogiamuuntimet (DAC) muuntavat todelliset ja imaginaarikomponentit erikseen analogiseen muotoon, minkä jälkeen ne moduloivat vastaavasti RF-kosiniaaltoa ja siniaaltoa. Nämä signaalit summataan edelleen ja antavat lähetetyn signaalin s(t) .

Vastaanotin

Vastaanotin vastaanottaa signaalin r(t) , poimii siitä kosini ( cos ) ja sini ( sin ) kvadratuurikomponentit kertomalla r(t) ja - ja alipäästösuodattimet , jotka suodattavat värähtelyt ympärillä olevalla kaistalla . Tuloksena saadut signaalit digitoidaan sitten käyttämällä analogia-digitaalimuuntimia (ADC), joille suoritetaan suora nopea Fourier-muunnos (FFT). Tuloksena on signaali taajuusalueella. $\cos(2\pi f_{c}t)$ $\sin(2\pi f_{c}t)$ ${\displaystyle 2f_{c))$

Nyt on N rinnakkaista virtaa, joista jokainen muunnetaan binäärisekvenssiksi käyttämällä tiettyä vaihemodulaatioalgoritmia (kun käytetään BPSK-, QPSK-, 8-PSK-lähettimessä) tai amplitudivaihe- kvadratuurimodulaatiota (käytettäessä QAM-lähettimessä) . Ihannetapauksessa saat bittivirran, joka on yhtä suuri kuin lähettimen lähettämä bittivirta.

Sovellus

Langallinen tiedonsiirto

ADSL ja VDSL
DVB-C2 , parannettu versio DVB -C- digitaalikaapelitelevisiostandardista
PLC HomePlug AV , tiedonsiirto voimalinjojen yli

Langaton

langattomat viestintäjärjestelmät IEEE 802.11 ja HIPERLAN/2 -standardit ;
maanpäälliset digitaaliset televisiojärjestelmät DVB-T , DVB-T2 ja ISDB-T ;
maanpäälliset mobiilitelevisiojärjestelmät DVB-H , DVB-T2 , T-DMB , ISDB-T ja MediaFLO ;
DRM digitaalinen lähetysjärjestelmä ;
Flash-OFDM- standardin mukaiset langattomat viestintäjärjestelmät ;
LTE -standardin mukaiset langattomat viestintäjärjestelmät ;
IEEE 802.16 (WiMAX) -standardin mukaiset langattomat viestintäjärjestelmät ;
IEEE 802.20- , IEEE 802.16e (Mobile WiMAX)- ja WiBro -standardien langattomat viestintäjärjestelmät ;
IEEE 802.15.3a - standardin mukaiset langattomat viestintäjärjestelmät .

Katso myös

N-OFDM
COFDM
MS5
OFDMA ( Orthogonal Frequency-Division Multiple Access ) on OFDM-tekniikkaan perustuva menetelmä, jolla varmistetaan tiedon välittäminen useille käyttäjille yhdellä radiospektrillä; käytetään 3GPP LTE- ja Wi-Fi 6 -tekniikoissa .
Taajuusjakokanavat

Muistiinpanot

↑ 1 2 3 4 Slyusar, Vadim. Ei-ortogonaalisen taajuuden multipleksointisignaalit (N-OFDM). Osa 1 . Tekniikat ja viestintävälineet. - 2013. - nro 5. S. 61 - 65. (2013). Haettu 14. heinäkuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 6. huhtikuuta 2016. (määrätön)

Kirjallisuus

Vladimir Lebedev. OFDM-modulaatio radioviestinnässä // Radioamatööri. - 2008. - Nro 9 . - S. 36-40 .
Bakulin M. G., Kreindelin V. B., Shloma A. M., Shumov A. P. OFDM-tekniikka. Oppikirja yliopistoille. - M. : Hot line - Telecom, 2015. - 360 s. — ISBN 978-5-9912-0549-8 .

Linkit

Miksi WiMax ja LTE käyttävät OFDM :ää // Sudo Null IT News

amatööriradio

Toiminta

radiourheilu

Kurinalat	Monipuolinen MR-2 Monipuolinen MP-3 Monipuolinen MP-4 Radioliikenne HF:llä Radioviestintä VHF:llä SRT
Urheilun mestarit	Neuvostoliitto HMS Venäjä HMS MSMK Ukraina HMS

määräyksiä

Organisaatiot

IARU
ITU
- ITU-T
- ITU-R
- ITU-D
MSR
DOSAAF
Roskomnadzor
Venäjän radioamatöörien liitto
- Saratov
FSUE "GRCHTS"

Viestintätilat

Puhelin	OLEN DSB-SC SSB FM PM
TV	SSTV
Data / lennätin	AMRNnet APRS AX.25 CW D-TÄHTI FRN FSK MFSK OFDM PAKTORI Winmor PSK PSK31 PSKmail JOHDOT Hajaspektri echolink

Tekniikka

kulttuuri

Kirjallisuus	Esitteet Apua radioamatöörille Aikakauslehdet QST Radio Kirjat Joukkoradiokirjasto Nuori radioamatööri
Elokuvat	Jos maailman pojat... Yläpuolellamme on Etelä risti