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Interferencia entre portadoras para OFDM

El precio del espaciamiento óptimo de subportadoras es la sensibilidad de OFDM a los errores de frecuencia. Si la frecuencia del receptor es algunas fracciones de la separación entre subportadoras (ancho de banda de subportadora), entonces nos encontramos no sólo con interferencia entre portadoras adyacentes, sino, en principio, entre todas las portadoras. Esto se conoce como interferencia entre portadoras (ICI) y, a veces, también se denomina efecto de fuga en la teoría de la transformada discreta de Fourier.

El efecto se ilustra en la siguiente figura. Muestra la densidad de potencia espectral de un sistema OFDM con cinco subportadoras. Si tenemos una coincidencia exacta entre la frecuencia del receptor y del transmisor y nos gustaría que el símbolo se transmita en la subportadora 2, entonces no hay interferencia de las otras subportadoras.

Esto se debe al hecho de que en la frecuencia central de la subportadora 2 todas las demás subportadoras tienen un punto nulo en su espectro de potencia. Pero si tenemos una pequeña desviación de frecuencia entre el transmisor y el receptor, entonces decodificamos el símbolo de la subportadora 2 un poco desplazado de su verdadera frecuencia central. Pero ahora empiezan a actuar dos efectos. La primera subportadora 2 ya no tiene aquí su máxima densidad de potencia, por lo que perdemos algo de energía de señal. En segundo lugar, las otras subportadoras 0, 1, 3 y 4 ya no tienen aquí un punto nulo. Entonces recibimos algo de ruido de cada subportadora.

El resultado es una relación señal-ruido más baja debido a un nivel de señal disminuido y un nivel de ruido aumentado. Este es el efecto de interferencia entre portadoras para OFDM. Como se puede ver, esto depende en gran medida de la relación entre el desplazamiento de frecuencia absoluto entre el transmisor y el receptor y el espaciado de las subportadoras. Para limitar completamente la influencia del ICI en los sistemas OFDM mediante hardware, tendríamos que tener receptores y transmisores con una estabilidad de frecuencia inferior a 0,1 ppm.

Esto aumentaría drásticamente el costo y la complejidad del hardware. Por lo tanto, una gran parte del software OFDM en el receptor se ocupa de la corrección de frecuencia utilizando el prefijo cíclico, pero también de las señales piloto o de referencia enviadas con la señal.

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