Waarom is er geen interferentie in OFDM?

Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is een veelgebruikt modulatieschema in draadloze communicatiesystemen vanwege het vermogen om de effecten van interferentie te verzachten en efficiënte gegevensoverdracht te bieden via frequentieselectieve fadingkanalen. De ontwerpprincipes van OFDM dragen op verschillende manieren bij aan de weerstand tegen interferentie:

1.Orthogonaliteit van subdragers:

Frequentiescheiding:

  • OFDM verdeelt het beschikbare frequentiespectrum in meerdere orthogonale hulpdraaggolven. Deze hulpdraaggolven zijn op nauwkeurige intervallen geplaatst, zodat ze elkaar niet overlappen in het frequentiedomein. De orthogonaliteit van subdraaggolven voorkomt interferentie daartussen, zelfs in de aanwezigheid van aangrenzende kanalen.

Interferentie vermijden:

  • De orthogonale afstand tussen subdraaggolven minimaliseert de mogelijkheid van interferentie tussen aangrenzende frequentiecomponenten. Elke subdraaggolf kan onafhankelijk worden gemoduleerd en gedemoduleerd zonder de andere te beïnvloeden, waardoor gelijktijdige gegevensoverdracht mogelijk is zonder wederzijdse interferentie.

2.Bewakingsintervallen:

Cyclisch voorvoegsel:

  • OFDM bevat een bewakingsinterval, vaak een cyclisch voorvoegsel genoemd. Dit interval bestaat uit kopieën van het eindgedeelte van het OFDM-symbool en wordt vóór elk symbool ingevoegd. Het cyclische voorvoegsel helpt bij het omgaan met multipath-voortplantingseffecten door intersymboolinterferentie te verminderen.

Mitigatie van multipath-interferentie:

  • Met het cyclische voorvoegsel kan de ontvanger vertraagde versies van het verzonden signaal scheiden, veroorzaakt door multipath-voortplanting. Door het cyclische voorvoegsel bij de ontvanger te verwijderen, vermindert OFDM multipath-interferentie effectief, waardoor wordt gegarandeerd dat de vertraagde kopieën van het signaal het huidige symbool niet verstoren.

3.Inherente weerstand tegen frequentieselectieve vervaging:

Verdeling van gegevens over subdragers:

  • OFDM verdeelt de verzonden gegevens over meerdere subdragers. In de aanwezigheid van frequentieselectieve fading, waarbij verschillende frequenties verschillende mate van verzwakking ervaren, zorgt de diversiteit die wordt geboden door de veelheid aan subdraaggolven ervoor dat ten minste enkele subdraaggolven gunstige kanaalomstandigheden ervaren.

Kanaalegalisatie:

  • OFDM-systemen kunnen frequentiedomein-equalisatie implementeren om variaties in kanaalomstandigheden over verschillende subdraaggolven te compenseren. Deze egalisatie helpt de effecten van frequentieselectieve fading te verzachten, waardoor de robuustheid van de communicatieverbinding wordt vergroot.

4.Inherente weerstand tegen smalbandinterferentie:

Smalbandinterferentie-onderdrukking:

  • Het breedbandkarakter van OFDM biedt inherente weerstand tegen smalbandinterferentie. Omdat smalbandinterferentie slechts een beperkt deel van het frequentiespectrum beïnvloedt, kan OFDM gegevens blijven verzenden over de niet-getroffen subdraaggolven, waardoor de algehele systeemprestaties behouden blijven.

Selectieve hulpdraaggolftransmissie:

  • In de aanwezigheid van smalbandinterferentie op specifieke subdraaggolven, kan OFDM selectief gegevens verzenden op de niet-getroffen subdraaggolven, waarbij de door interferentie getroffen subdraaggolven worden vermeden. Dit aanpassingsvermogen draagt ​​bij aan de veerkracht van OFDM in het licht van verschillende soorten interferentie.

5.Efficiënt spectrumgebruik:

Spectrale efficiëntie:

  • OFDM maakt optimaal gebruik van het beschikbare spectrum door subdraaggolven dicht bij elkaar te plaatsen zonder interferentie te veroorzaken. Dit efficiënte gebruik van spectrumbronnen maakt hoge datasnelheden mogelijk en ondersteunt meerdere gebruikers tegelijk zonder noemenswaardige prestatievermindering.

Beperking van interferentie van andere gebruikers:

  • Dankzij de orthogonale hulpdraaggolfstructuur kunnen verschillende gebruikers dezelfde frequentieband delen zonder wederzijdse interferentie. De gegevens van elke gebruiker worden gemoduleerd op een subset van orthogonale hulpdraaggolven, waardoor wordt gegarandeerd dat hun transmissies elkaar niet verstoren.

6.Adaptieve modulatie en codering:

Dynamische aanpassing van modulatie en codering:

  • OFDM-systemen kunnen de modulatie- en coderingsschema’s dynamisch per subdraaggolf aanpassen. In de aanwezigheid van interferentie of variërende kanaalomstandigheden kan OFDM zich aanpassen door gebruik te maken van robuuste modulatie en codering op subdraaggolven die uitdagende omstandigheden ervaren, terwijl modulatie van hogere orde wordt toegepast op subdraaggolven met gunstige kanaalomstandigheden.

Robuustheid bij veranderende kanaalomstandigheden:

  • De mogelijkheid om modulatie en codering per subdraaggolf aan te passen verbetert de robuustheid van OFDM-systemen voor veranderende kanaalomstandigheden en interferentie, waardoor betrouwbare communicatie in dynamische omgevingen wordt gegarandeerd.

Conclusie:

Concluderend wordt de afwezigheid van interferentie in OFDM toegeschreven aan de orthogonaliteit van subdraaggolven, de opname van bewakingsintervallen, inherente weerstand tegen frequentieselectieve fading en smalbandinterferentie, efficiënt spectrumgebruik en adaptieve modulatie en codering. Deze ontwerpprincipes dragen gezamenlijk bij aan de effectiviteit van OFDM bij het verminderen van interferentie en het bieden van betrouwbare en efficiënte communicatie in diverse draadloze omgevingen.

Recent Updates

Related Posts