Le multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (OFDM) est un schéma de modulation largement utilisé dans les systèmes de communication sans fil en raison de sa capacité à atténuer les effets des interférences et à assurer une transmission efficace des données sur des canaux à évanouissement sélectifs en fréquence. Les principes de conception de l’OFDM contribuent à sa résistance aux interférences de plusieurs manières :
1. Orthogonalité des sous-porteuses :
Séparation de fréquence :
- OFDM divise le spectre de fréquences disponible en plusieurs sous-porteuses orthogonales. Ces sous-porteuses sont espacées à intervalles précis, garantissant qu’elles ne se chevauchent pas dans le domaine fréquentiel. L’orthogonalité des sous-porteuses empêche les interférences entre elles, même en présence de canaux adjacents.
Évitement des interférences :
- L’espacement orthogonal entre les sous-porteuses minimise le risque d’interférence entre les composantes de fréquence adjacentes. Chaque sous-porteuse peut être modulée et démodulée indépendamment sans affecter les autres, ce qui permet une transmission de données simultanée sans interférence mutuelle.
2. Intervalles de garde :
Préfixe cyclique :
- OFDM intègre un intervalle de garde, souvent appelé préfixe cyclique. Cet intervalle est constitué de copies de la partie finale du symbole OFDM et est inséré avant chaque symbole. Le préfixe cyclique aide à gérer les effets de propagation par trajets multiples en atténuant les interférences entre symboles.
Atténuation des interférences par trajets multiples :
- Le préfixe cyclique permet au récepteur de séparer les versions retardées du signal transmis provoquées par une propagation par trajets multiples. En supprimant le préfixe cyclique au niveau du récepteur, l’OFDM atténue efficacement les interférences par trajets multiples, garantissant que les copies retardées du signal n’interfèrent pas avec le symbole actuel.
3. Résistance inhérente à l’évanouissement sélectif en fréquence :
Distribution des données entre les sous-porteuses :
- OFDM distribue les données transmises sur plusieurs sous-porteuses. En présence d’évanouissements sélectifs en fréquence, où différentes fréquences subissent différents degrés d’atténuation, la diversité fournie par la multitude de sous-porteuses garantit qu’au moins certaines sous-porteuses bénéficient de conditions de canal favorables.
Égalisation des canaux :
- Les systèmes OFDM peuvent mettre en œuvre une égalisation dans le domaine fréquentiel pour compenser les variations des conditions de canal entre les différentes sous-porteuses. Cette égalisation permet d’atténuer les effets de l’évanouissement sélectif en fréquence, améliorant ainsi la robustesse de la liaison de communication.
4. Résistance inhérente aux interférences à bande étroite :
Rejet des interférences à bande étroite :
- La nature large bande de l’OFDM offre une résistance inhérente aux interférences à bande étroite. Étant donné que les interférences à bande étroite n’affectent qu’une partie limitée du spectre de fréquences, l’OFDM peut continuer à transmettre des données sur les sous-porteuses non affectées, maintenant ainsi les performances globales du système.
Transmission de sous-porteuses sélective :
- En présence d’interférences à bande étroite sur des sous-porteuses spécifiques, l’OFDM peut transmettre sélectivement des données sur les sous-porteuses non affectées, évitant ainsi celles affectées par les interférences. Cette adaptabilité contribue à la résilience de l’OFDM face à divers types d’interférences.
5. Utilisation efficace du spectre :
Efficacité spectrale :
- OFDM utilise de manière optimale le spectre disponible en espaçant étroitement les sous-porteuses sans provoquer d’interférences. Cette utilisation efficace des ressources spectrales permet des débits de données élevés et prend en charge plusieurs utilisateurs simultanément sans dégradation significative des performances.
Atténuation des interférences provenant d’autres utilisateurs :
- La structure orthogonale des sous-porteuses permet à différents utilisateurs de partager la même bande de fréquences sans interférence mutuelle. Les données de chaque utilisateur sont modulées sur un sous-ensemble de sous-porteuses orthogonales, garantissant que leurs transmissions n’interfèrent pas les unes avec les autres.
6. Modulation et codage adaptatifs :
Ajustement dynamique de la modulation et du codage :
- Les systèmes OFDM peuvent ajuster dynamiquement les schémas de modulation et de codage en fonction de chaque sous-porteuse. En présence d’interférences ou de conditions de canal variables, l’OFDM peut s’adapter en utilisant une modulation et un codage robustes sur les sous-porteuses confrontées à des conditions difficiles, tout en employant une modulation d’ordre supérieur sur les sous-porteuses avec des conditions de canal favorables.
Robustesse aux conditions changeantes des canaux :
- La capacité d’adapter la modulation et le codage par sous-porteuse améliore la robustesse des systèmes OFDM face aux conditions changeantes des canaux et aux interférences, garantissant ainsi une communication fiable dans des environnements dynamiques.
Conclusion :
En conclusion, l’absence d’interférence dans l’OFDM est attribuée à l’orthogonalité des sous-porteuses, à l’inclusion d’intervalles de garde, à la résistance inhérente à l’évanouissement sélectif en fréquence et aux interférences à bande étroite, à l’utilisation efficace du spectre ainsi qu’à la modulation et au codage adaptatifs. Ces principes de conception contribuent collectivement à l’efficacité de l’OFDM pour atténuer les interférences et fournir une communication fiable et efficace dans divers environnements sans fil.