Częstotliwościowe multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości (F-OFDM), znane również jako filtrowane-OFDM, to technika komunikacji wywodząca się z tradycyjnego multipleksowania z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM). Wprowadza pewne modyfikacje, aby rozwiązać pewne ograniczenia OFDM.
Jakie są zalety F OFDM?
W tym szczegółowym wyjaśnieniu zagłębimy się w zalety F-OFDM w porównaniu z tradycyjnym OFDM.
1. Poprawiona wydajność widmowa:
F-OFDM wykorzystuje proces filtrowania, który skutecznie redukuje emisję pozapasmową, czyli sygnały przedostające się do sąsiednich pasm częstotliwości. Powoduje to lepszą wydajność widmową, ponieważ w przydzielonym paśmie częstotliwości można przesłać więcej danych bez powodowania zakłóceń w sąsiednich kanałach. W przeciwieństwie do tego, tradycyjny OFDM często generuje znaczne emisje poza pasmem, co może prowadzić do zakłóceń i zmniejszonej wydajności widmowej.
2. Zwiększona odporność na selektywne zanikanie częstotliwości:
Jedną z kluczowych zalet F-OFDM jest jego zdolność do zwalczania selektywnego zanikania częstotliwości, zjawiska, w którym różne składowe częstotliwości sygnału doświadczają różnych poziomów tłumienia i opóźnień z powodu propagacji wielodrożnej. F-OFDM zawiera filtrowanie, które łagodzi skutki zanikania selektywnego częstotliwościowo, czyniąc go bardziej niezawodnym w scenariuszach z trudnymi warunkami kanału. Z drugiej strony, tradycyjny OFDM może w takich środowiskach powodować poważne pogorszenie wydajności.
3. Zmniejszone zakłócenia między nośnymi (ICI):
ICI występuje w systemach OFDM, gdy podnośne, które są indywidualnymi składowymi częstotliwości używanymi do przenoszenia danych, nie są idealnie zsynchronizowane ze względu na różnice w kanałach. F-OFDM zmniejsza ICI poprzez zastosowanie filtrowania do podnośnych, zapewniając, że pozostają one względem siebie ortogonalne nawet w obecności przesunięć częstotliwości. Prowadzi to do lepszego odzyskiwania danych w odbiorniku, szczególnie w scenariuszach charakteryzujących się mobilnością lub szybko zmieniającymi się warunkami kanału.
4. Niższy stosunek mocy szczytowej do średniej (PAPR):
PAPR ma kluczowe znaczenie w systemach OFDM, ponieważ wysoka moc szczytowa może prowadzić do zniekształceń sygnału i wymagać drogich wzmacniaczy mocy. F-OFDM zazwyczaj wykazuje niższy PAPR w porównaniu z tradycyjnym OFDM. Proces filtrowania w F-OFDM pomaga w zmniejszeniu szczytowych amplitud przesyłanych sygnałów, czyniąc go bardziej energooszczędnym i opłacalnym, szczególnie w urządzeniach zasilanych bateryjnie.
5. Ulepszona współistnienie ze starszymi systemami:
W wielu praktycznych scenariuszach komunikacji F-OFDM może współistnieć w bardziej harmonijny sposób ze starszymi systemami, które wykorzystują tradycyjne techniki OFDM lub inne techniki modulacji. Zmniejszone emisje pozapasmowe i lepsze ograniczenie widma sygnałów F-OFDM zmniejszają prawdopodobieństwo zakłócania sąsiednich systemów, co pozwala na lepszą kompatybilność w pasmach częstotliwości o mieszanym przeznaczeniu.
6. Zwiększony zasięg i zasięg:
Dzięki swojej zdolności do zwalczania zaniku selektywnego częstotliwościowo i redukcji ICI, F-OFDM może zapewnić większy zasięg i zasięg w porównaniu z tradycyjnym OFDM. Dzięki temu doskonale nadaje się do zastosowań takich jak komunikacja bezprzewodowa na obszarach wiejskich lub odległych, gdzie kluczowe znaczenie ma utrzymanie niezawodnego połączenia na duże odległości.
7. Lepsza odporność na zakłócenia:
Proces filtrowania F-OFDM zwiększa również jego odporność na różne formy zakłóceń, w tym zakłócenia wąskopasmowe i szerokopasmowe. Koncentrując przesyłaną energię w żądanym paśmie częstotliwości, F-OFDM może utrzymać lepszą jakość sygnału w obecności zewnętrznych źródeł zakłóceń.
8. Efektywne wykorzystanie widma w nieciągłych kanałach:
F-OFDM jest szczególnie korzystny w scenariuszach, w których dostępne są nieciągłe przydziały widma. Stosując techniki filtrowania, które mogą izolować i wykorzystywać nieciągłe pasma częstotliwości, F-OFDM może efektywnie wykorzystywać zasoby fragmentarycznego widma, co jest ważne w nowoczesnych systemach komunikacji bezprzewodowej.
9. Obsługa radia kognitywnego i dostępu do widma dynamicznego:
Kognitywne systemy radiowe, których celem jest inteligentne i dynamiczne przydzielanie widma w oparciu o dostępność, mogą skorzystać z właściwości F-OFDM. Zdolność F-OFDM do dostosowywania się do różnych warunków kanałowych i efektywnego wykorzystania dostępnego widma sprawia, że nadaje się on do zastosowań z dynamicznym dostępem do widma.
10. Potencjał zwiększonego bezpieczeństwa:
Możliwości powstrzymywania widma i filtrowania F-OFDM mogą również przyczynić się do poprawy bezpieczeństwa komunikacji bezprzewodowej. Ograniczając rozprzestrzenianie się przesyłanych sygnałów poza pożądane pasmo częstotliwości, F-OFDM może utrudnić podsłuchującym przechwytywanie lub zakłócanie komunikacji.
Podsumowując, multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości (F-OFDM) oferuje kilka zalet w porównaniu z tradycyjnym multipleksowaniem z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM), w tym lepszą wydajność widmową, odporność na zanikanie selektywne pod względem częstotliwości, zmniejszone zakłócenia między nośnymi, niższy stosunek mocy szczytowej do średniej , lepszą współpracę ze starszymi systemami, większy zasięg i zasięg, odporność na zakłócenia, efektywne wykorzystanie widma, obsługę radia kognitywnego i potencjał zwiększonego bezpieczeństwa.
Te zalety sprawiają, że F-OFDM jest atrakcyjnym wyborem dla szerokiej gamy zastosowań komunikacji bezprzewodowej, szczególnie w scenariuszach z trudnymi warunkami kanałowymi i ograniczeniami widma.