Ортогональное уплотнение с частотным разделением
Ортогональное уплотнение с частотным разделением
В ортогональной схеме FDM (OFDM), именуемой также модуляцией с множественными несущими, используется несколько несущих сигналов с разными частотами, посредством каждого из которых отправляется некоторое количество битов. Схема напоминает уплотнение FDM, однако в схеме OFDM все подканалы предоставлены единственному источнику данных.
На Рисунок 3.12 показана схема OFDM. Предположим, имеется поток данных со скоростью R бит/с и доступной полосой N?f, центрированной на частоте f0. Для отправки потока данных можно использовать полосу частот целиком, и в таком случае время передачи одного бита будет равно 1/R. Кроме того, можно разделить поток данных на N подпотоков с помощью преобразователя последовательного потока в параллельный. Тогда каждый подпоток данных будет иметь скорость передачи R/N бит/с и будет передаваться на собственной несущей частоте, причем расстояние между смежными (несущими частотами будет равно Д/. Теперь время передачи бита будет составлять N/R.
Рисунок 3.12 - Ортогональное уплотнение с частотным разделением
Схема OFDM имеет несколько преимуществ. Во-первых, селективному замиранию будут подвержены только некоторые подканалы, а не весь сиг-вал. Если поток данных защищен кодом прямого исправления ошибок, то с этим замиранием легко бороться. Но что более важно, OFDM позволяет подавить межсимвольную интерференцию (ISI) во многолучевой среде. ISI оказывает значительное влияние при высоких скоростях передачи данных, так как расстояние между битами (или символами) является малым. В схеме OFDM скорость передачи данных уменьшается в N раз, что позволяет увеличить время передачи символа в N раз. Таким образом, если время передачи символа для исходного потока составляет Ts, то период сигнала OFDM будет равен NTs. Это позволяет существенно снизить влияние межсимвольных помех. При проектировании системы N выбирается таким образом, чтобы величина NTs, значительно превышала среднеквадратичный разброс задержек канала.
Как видно из предыдущих рассуждений, при использовании схемы OFDM можно обойтись без эквалайзеров. Напомним, что эквалайзеры представляют собой сложные устройства, причем их сложность возрастает с увеличением количества символов, на которых приходится ISI.
Чаще всего со схемой OFDM используется модуляция QPSK (quadrature phase-shift keying — квадратурная фазовая манипуляция). В рассматриваемом случае каждый передаваемый символ представляет два бита. Вариант схемы OFDM/QPSK, используемой в системе MMDS, занимает полосу 6 МГц, имеет 512 отдельных несущих частот, причем расстояние между соседними несущими немного меньше 12 кГц. Для минимизации меже м-вольных помех данные передаются в пакетах, причем каждый пакет включает циклический префикс, за которым следуют символы данных. Циклический префикс используется для сглаживания переходов между соседними пакетами, обусловленных многолучевыми эффектами. Для рассматриваемой системы префикс состоит из 64 символов, за которыми в каждом пакете следуют 512 символов QPSK. Таким образом, в каждом подканале символы QPSK разделены префиксом длительностью 64/512 от длительности пакета. В общем случае, к моменту окончания префикса сигнал, полученный путем комбинирования сигналов, пришедших по различным трактам, не зависит от выборок предыдущих пакетов. Значит, в таком сигнале межсимвольная интерференция отсутствует.
