Dlaczego używamy Ifft w OFDM?

Zastosowanie odwrotnej szybkiej transformaty Fouriera (IFFT) w multipleksowaniu z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM) jest podstawowym aspektem schematu modulacji, odgrywającym kluczową rolę w transformacji danych z dziedziny częstotliwości do dziedziny czasu. Zrozumienie, dlaczego IFFT jest stosowany w OFDM, wymaga zbadania kluczowych zasad i korzyści związanych z tą transformacją.

1. Wydajność widma:

Przegląd OFDM:

  • OFDM dzieli dostępne widmo częstotliwości na wiele podnośnych, które są blisko siebie rozmieszczone. Każda podnośna jest modulowana niezależnie, co pozwala na równoległą transmisję wielu strumieni danych.

Efektywne wykorzystanie widma:

  • IFFT jest stosowany w OFDM do konwersji symboli danych z dziedziny częstotliwości na dziedzinę czasu. Proces ten skutkuje generacją symbolu OFDM w dziedzinie czasu, który po przesłaniu efektywnie wykorzystuje dostępne widmo poprzez ortogonalne rozmieszczenie podnośnych.

2. Ortogonalność i łagodzenie ISI:

Ortogonalne podnośne:

  • Operacja IFFT zapewnia, że ​​wygenerowane podnośne są względem siebie ortogonalne w dziedzinie czasu. Ortogonalność minimalizuje zakłócenia między symbolami (ISI) pomiędzy sąsiednimi symbolami, umożliwiając jednoczesne przesyłanie danych bez wzajemnych zakłóceń.

Interwały ochronne:

  • Operacja IFFT wprowadza cykliczny przedrostek (CP) do symboli w dziedzinie czasu, tworząc przedziały ochronne, które dodatkowo łagodzą skutki ISI. CP pomaga w zachowaniu ortogonalności podnośnych, zwłaszcza w przypadku propagacji wielościeżkowej.

3. Wyrównanie kanałów i prostota:

Kanały zanikające selektywne pod względem częstotliwości:

  • W komunikacji bezprzewodowej sygnały zanikają selektywnie pod względem częstotliwości w wyniku propagacji wielościeżkowej. Operacja IFFT upraszcza proces wyrównywania, ponieważ zanik selektywny pod względem częstotliwości w dziedzinie czasu jest przekształcany w prostszy splot w dziedzinie częstotliwości.

Wyrównanie w dziedzinie częstotliwości:

  • Zastosowanie IFFT umożliwia zastosowanie technik korekcyjnych bezpośrednio w dziedzinie częstotliwości, upraszczając konstrukcję odbiornika i zwiększając efektywność korekcji kanałowej.

4. Kompensacja przesunięcia częstotliwości:

Synchronizacja częstotliwości:

  • Operacja IFFT ma kluczowe znaczenie dla obsługi przesunięć częstotliwości w transmisji. Zapewnia mechanizm kompensacji i korygowania niedopasowania częstotliwości, zapewniając dokładny odbiór transmitowanych symboli OFDM.

5. Uproszczona konstrukcja nadajnika i odbiornika:

Prostota wdrożenia:

  • Implementacja operacji IFFT i FFT (szybka transformata Fouriera) na nadajniku i odbiorniku pozwala na zastosowanie wydajnych algorytmów, takich jak szybka transformata Fouriera, upraszczając projektowanie i zmniejszając złożoność obliczeniową.

Inwersja w odbiorniku:

  • W odbiorniku odebrany sygnał w dziedzinie czasu podlega FFT w celu odzyskania oryginalnego symbolu OFDM w dziedzinie częstotliwości. Prostota i wydajność tego procesu przyczyniają się do powszechnego przyjęcia OFDM w różnych standardach komunikacyjnych.

Wniosek:

Podsumowując, zastosowanie IFFT w OFDM jest niezbędne do osiągnięcia wydajności widma, zapewnienia ortogonalności między podnośnymi, łagodzenia ISI, uproszczenia wyrównywania kanałów, kompensacji przesunięć częstotliwości i ułatwienia prostej implementacji zarówno w nadajnikach, jak i odbiornikach. Działanie IFFT jest kluczowym elementem schematu modulacji OFDM, stanowiącym podstawę dla wysokoprzepustowej i niezawodnej komunikacji w systemach bezprzewodowych.

Recent Updates

Related Posts