Inter-carrier-interferentie voor OFDM

De prijs voor de optimale tussendraaggolfafstand is de gevoeligheid van OFDM voor frequentiefouten. Als de frequentie van de ontvanger enkele fracties bedraagt ​​van de subdraaggolfafstand (subdraaggolfbandbreedte), dan komen we niet alleen interferentie tegen tussen aangrenzende draaggolven, maar in principe tussen alle draaggolven. Dit staat bekend als Inter-Carrier Interference (ICI) en wordt in de theorie van discrete Fourier-transformatie soms ook wel Leakage Effect genoemd.

Het effect wordt geïllustreerd in de volgende figuur. Het toont de spectrale vermogensdichtheid van een OFDM-systeem met vijf hulpdraaggolven. Als we een exacte match hebben tussen de ontvanger- en zenderfrequentie en we willen het symbool verzonden krijgen in subdraaggolf 2, dan is er geen interferentie van de andere subdraaggolven.

Dit komt door het feit dat op de middenfrequentie van hulpdraaggolf 2 alle andere hulpdraaggolven een nulpunt van hun vermogensspectrum hebben. Maar als er een klein frequentieverschil is tussen zender en ontvanger, dan decoderen we het symbool van hulpdraaggolf 2 een beetje verschoven ten opzichte van de werkelijke middenfrequentie. Maar nu beginnen twee effecten te werken. Eerste hulpdraaggolf 2 heeft hier niet langer zijn maximale vermogensdichtheid – dus verliezen we wat signaalenergie. Ten tweede hebben de andere hulpdraaggolven 0, 1, 3 en 4 hier geen nulpunt meer. We krijgen dus wat ruis van elkaars hulpdraaggolf.

Het resultaat is een lagere signaal-ruisverhouding door een verlaagd signaalniveau en een verhoogd ruisniveau. Dit is het inter-carrier interferentie-effect voor OFDM. Zoals men kan zien, hangt dit sterk af van de verhouding tussen de absolute frequentieverschuiving tussen zender en ontvanger en de afstand tussen de hulpdraaggolven. Om de invloed van de ICI op OFDM-systemen volledig hardwarematig te beperken, zouden we ontvangers en zenders moeten hebben met een frequentiestabiliteit van minder dan 0,1 ppm.

Dit zou de kosten en complexiteit van hardware drastisch verhogen. Een groot deel van de OFDM-software in de ontvanger houdt zich dus bezig met frequentiecorrectie met behulp van het cyclische voorvoegsel, maar ook met referentie- of pilootsignalen die met het signaal worden verzonden.

Recent Updates

Related Posts