Interférence inter-opérateurs pour OFDM

Le prix de l’espacement optimal des sous-porteuses est la sensibilité de l’OFDM aux erreurs de fréquence. Si la fréquence du récepteur correspond à quelques fractions de l’espacement des sous-porteuses (bande passante des sous-porteuses), nous rencontrons alors non seulement des interférences entre porteuses adjacentes, mais en principe entre toutes les porteuses. Ceci est connu sous le nom d’interférence inter-porteuses (ICI) et parfois également appelé effet de fuite dans la théorie de la transformée de Fourier discrète.

L’effet est illustré sur la figure suivante. Il montre la densité spectrale de puissance d’un système OFDM avec cinq sous-porteuses. Si nous avons une correspondance exacte entre la fréquence du récepteur et de l’émetteur et que nous souhaitons que le symbole soit transmis dans la sous-porteuse 2, alors il n’y a aucune interférence de la part des autres sous-porteuses.

Cela est dû au fait qu’à la fréquence centrale de la sous-porteuse 2, toutes les autres sous-porteuses ont un point nul de leur spectre de puissance. Mais si nous avons une petite dérive de fréquence entre l’émetteur et le récepteur, alors nous décodons le symbole de la sous-porteuse 2 un peu décalé par rapport à sa véritable fréquence centrale. Mais maintenant, deux effets commencent à agir. La première sous-porteuse 2 n’a plus ici sa densité de puissance maximale – nous perdons donc de l’énergie du signal. Deuxièmement les autres sous-porteuses 0, 1, 3 et 4 n’ont plus ici de point nul. Nous recevons donc du bruit de la part des autres sous-porteuses.

Le résultat est un rapport signal/bruit inférieur grâce à une diminution du niveau de signal et à une augmentation du niveau de bruit. Il s’agit de l’effet d’interférence inter-porteuses pour l’OFDM. Comme on peut le voir, cela dépend fortement du rapport entre le décalage de fréquence absolu entre l’émetteur et le récepteur et l’espacement des sous-porteuses. Pour limiter complètement l’influence de l’ICI sur les systèmes OFDM par le matériel, nous aurions besoin de récepteurs et d’émetteurs avec une stabilité de fréquence inférieure à 0,1 ppm.

Cela augmenterait considérablement le coût et la complexité du matériel. Ainsi, une grande partie du logiciel OFDM du récepteur s’occupe de la correction de fréquence à l’aide du préfixe cyclique, mais aussi des signaux de référence ou pilotes envoyés avec le signal.

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