La multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) es un esquema de modulación ampliamente utilizado en sistemas de comunicación inalámbrica debido a su capacidad para mitigar los efectos de la interferencia y proporcionar una transmisión de datos eficiente a través de canales de desvanecimiento selectivo de frecuencia. Los principios de diseño de OFDM contribuyen a su resistencia contra interferencias de varias maneras:
1. Ortogonalidad de las subportadoras:
Separación de frecuencia:
- OFDM divide el espectro de frecuencia disponible en múltiples subportadoras ortogonales. Estas subportadoras están espaciadas a intervalos precisos, asegurando que no se superpongan en el dominio de la frecuencia. La ortogonalidad de las subportadoras evita interferencias entre ellas, incluso en presencia de canales adyacentes.
Evitación de interferencias:
- El espaciado ortogonal entre subportadoras minimiza la posibilidad de interferencia entre componentes de frecuencia adyacentes. Cada subportadora se puede modular y demodular de forma independiente sin afectar a las demás, lo que permite la transmisión de datos simultánea sin interferencias mutuas.
2. Intervalos de guardia:
Prefijo cíclico:
- OFDM incorpora un intervalo de guarda, a menudo denominado prefijo cíclico. Este intervalo consta de copias de la parte final del símbolo OFDM y se inserta antes de cada símbolo. El prefijo cíclico ayuda a abordar los efectos de propagación por trayectos múltiples al mitigar la interferencia entre símbolos.
Mitigación de interferencias de rutas múltiples:
- El prefijo cíclico permite al receptor separar versiones retrasadas de la señal transmitida causadas por la propagación por trayectos múltiples. Al eliminar el prefijo cíclico en el receptor, OFDM mitiga eficazmente la interferencia multitrayectoria, asegurando que las copias retrasadas de la señal no interfieran con el símbolo actual.
3. Resistencia inherente al desvanecimiento selectivo en frecuencia:
Distribución de datos entre subportadores:
- OFDM distribuye los datos transmitidos entre múltiples subportadoras. En presencia de desvanecimiento selectivo de frecuencia, donde diferentes frecuencias experimentan distintos grados de atenuación, la diversidad proporcionada por la multitud de subportadoras garantiza que al menos algunas subportadoras experimenten condiciones de canal favorables.
Ecualización de canal:
- Los sistemas OFDM pueden implementar ecualización en el dominio de la frecuencia para compensar las variaciones en las condiciones del canal entre diferentes subportadoras. Esta ecualización ayuda a mitigar los efectos del desvanecimiento selectivo de frecuencia, mejorando la solidez del enlace de comunicación.
4. Resistencia inherente a la interferencia de banda estrecha:
Rechazo de interferencia de banda estrecha:
- La naturaleza de banda ancha de OFDM proporciona una resistencia inherente a la interferencia de banda estrecha. Dado que la interferencia de banda estrecha afecta sólo a una porción limitada del espectro de frecuencia, OFDM puede continuar transmitiendo datos a través de las subportadoras no afectadas, manteniendo el rendimiento general del sistema.
Transmisión selectiva de subportadora:
- En presencia de interferencia de banda estrecha en subportadoras específicas, OFDM puede transmitir datos selectivamente en las subportadoras no afectadas, evitando las afectadas por la interferencia. Esta adaptabilidad contribuye a la resiliencia de OFDM frente a diversos tipos de interferencias.
5. Utilización eficiente del espectro:
Eficiencia espectral:
- OFDM utiliza de manera óptima el espectro disponible espaciando estrechamente las subportadoras sin causar interferencias. Este uso eficiente de los recursos del espectro permite altas velocidades de datos y admite múltiples usuarios simultáneamente sin una degradación significativa del rendimiento.
Mitigación de interferencias de otros usuarios:
- La estructura de subportadora ortogonal permite que diferentes usuarios compartan la misma banda de frecuencia sin interferencia mutua. Los datos de cada usuario se modulan en un subconjunto de subportadoras ortogonales, lo que garantiza que sus transmisiones no interfieran entre sí.
6. Modulación y codificación adaptativa:
Ajuste dinámico de modulación y codificación:
- Los sistemas OFDM pueden ajustar dinámicamente los esquemas de modulación y codificación por subportadora. En presencia de interferencia o condiciones variables del canal, OFDM puede adaptarse mediante el uso de modulación y codificación robustas en subportadoras que experimentan condiciones desafiantes mientras emplea modulación de orden superior en subportadoras con condiciones de canal favorables.
Robustez ante las condiciones cambiantes del canal:
- La capacidad de adaptar la modulación y la codificación por subportadora mejora la solidez de los sistemas OFDM ante las condiciones cambiantes del canal y las interferencias, lo que garantiza una comunicación confiable en entornos dinámicos.
Conclusión:
En conclusión, la ausencia de interferencia en OFDM se atribuye a la ortogonalidad de las subportadoras, la inclusión de intervalos de guarda, la resistencia inherente al desvanecimiento selectivo en frecuencia y a la interferencia de banda estrecha, la utilización eficiente del espectro y la modulación y codificación adaptativas. Estos principios de diseño contribuyen colectivamente a la eficacia de OFDM para mitigar la interferencia y proporcionar una comunicación confiable y eficiente en diversos entornos inalámbricos.