Heute schauen wir uns an, wie ein OFDM-System funktioniert. Du hast vielleicht schon etwas über modulierte Systeme gehört, aber es ist entscheidend zu verstehen, wie OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) eine Rolle in der modernen Kommunikation spielt, besonders in Netzwerken wie 4G und 5G.
OFDM ist eine Technik zur Übertragung von Daten über mehrere Trägerfrequenzen. Anstatt eine einzelne Frequenz für die gesamte Kommunikation zu nutzen, teilt OFDM das Frequenzspektrum in viele kleinere, orthogonale Unterträger auf. Dies hilft, Interferenzen zu minimieren und sorgt für eine effiziente Nutzung des verfügbaren Spektrums.
Wie funktioniert OFDM?
- Unterteilung in viele Träger: OFDM zerlegt das Frequenzspektrum in viele kleinere Kanäle oder Trägerfrequenzen. Diese Träger sind orthogonal zueinander, was bedeutet, dass sie sich nicht gegenseitig stören, selbst wenn sie nahe beieinander liegen.
- Modulation: Jeder Träger wird durch ein Modulationsverfahren wie QPSK oder QAM (Quadrature Amplitude Modulation) moduliert, um die Daten zu übertragen. Dies sorgt für eine effiziente Übertragung bei höherer Datenrate.
- Parallelisierung: Statt eine einzelne Frequenz zu verwenden, überträgt OFDM Daten auf vielen parallelen Trägern gleichzeitig. Diese Parallelisierung ermöglicht es, Daten viel schneller zu übertragen und das System robuster gegenüber Störungen und Mehrwegeausbreitung zu machen.
- Fehlerkorrektur: OFDM kann mit Techniken wie Forward Error Correction (FEC) kombiniert werden, um Übertragungsfehler zu korrigieren und eine stabilere Verbindung zu gewährleisten.
Ein einfaches Beispiel: Stell dir vor, du willst eine große Datei übertragen, aber anstatt sie durch einen einzigen Kanal zu schicken, sendest du sie gleichzeitig durch viele kleinere Kanäle. Jeder dieser Kanäle überträgt nur einen kleinen Teil der Datei. Das bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit von Störungen oder Fehlern auf einem einzelnen Kanal geringer ist, was zu einer stabileren und schnelleren Übertragung führt.
Das funktioniert besonders gut in drahtlosen Netzwerken, da es die Auswirkungen von Interferenzen und Mehrwegeausbreitung reduziert. Mehrwegeausbreitung tritt auf, wenn Funksignale auf verschiedenen Wegen zum Empfänger gelangen, was normalerweise zu Verzerrungen führen kann. Mit OFDM wird dieses Problem jedoch durch die parallele Nutzung vieler Träger weitgehend behoben.
Wenn du das schon aus den vorherigen Diskussionen weißt, dann siehst du, wie wichtig solche Technologien für die Leistung von Netzwerken sind. OFDM ist eine der wichtigsten Technologien, die 4G und 5G ermöglichen, schnellere Datenübertragungsraten zu erreichen. Und als nächsten Schritt kannst du dir ansehen, wie OFDM in Verbindung mit MIMO (Multiple Input Multiple Output) arbeitet, um die Übertragung noch effizienter zu gestalten. Mehr dazu kannst du später erkunden.