Dik Frekans Bölmeli Çoğullamada (OFDM), Döngüsel Önek (CP), birden çok amaca hizmet eden ve iletişim sisteminin etkinliğine ve sağlamlığına katkıda bulunan önemli bir unsurdur. OFDM, modern kablosuz iletişim sistemlerinde yaygın olarak kullanılan bir modülasyon tekniğidir ve döngüsel bir önekin eklenmesi, kanal bozukluklarının varlığında performansını artırır. OFDM’de Döngüsel Önek’in neden gerekli olduğuna dair ayrıntılı açıklamalar aşağıda verilmiştir:
1. Semboller Arası Girişimi (ISI) Azaltmak için Koruma Aralığı:
Döngüsel Önekin Tanımı:
- Döngüsel Önek, OFDM sembollerine eklenen bir koruma aralığıdır. Sembolün son kısmının bir kopyasından oluşur ve bu kopya daha sonra başına eklenir. Döngüsel önekin uzunluğu genellikle beklenen kanal gecikme yayılımından daha uzun olacak şekilde seçilir.
ISI’yi Azaltma:
- Döngüsel Önek’in öncelikli amaçlarından biri, kablosuz kanallarda çok yollu yayılımdan dolayı oluşabilecek Semboller Arası Girişim (ISI) ile mücadele etmektir. Bir koruma aralığı ekleyerek döngüsel önek, simgelerin gecikmeli kopyalarının parazit yerine gürültü olarak değerlendirilmesine olanak tanıyarak ISI’nın etkisini etkili bir şekilde azaltır.
Frekans Seçici Solma:
- Frekans seçici sönümlemenin olduğu ortamlarda, sinyalin farklı frekans bileşenleri değişen gecikmelerle karşılaşır. Döngüsel önek, özellikle birden fazla yansıma veya yol olduğunda, simgelerin gecikmeli kopyalarının geçerli simgeye müdahale etmemesini sağlayarak bu gecikmelerin ele alınmasına yardımcı olur.
2. Kanal Eşitlemeyi Basitleştirme:
Kanal Tahminini Basitleştirme:
- Döngüsel Önek, alıcıdaki kanal tahmin sürecini basitleştirir. Döngüsel önek, sembolün sonunun bir kopyasını içerdiğinden, kanal özelliklerinin daha doğru tahmin edilmesine yardımcı olan bilinen bir referans sağlar.
Eşitleme Algoritmalarını Basitleştirme:
-
Sıfır zorlama veya minimum ortalama kare hata (MMSE) ekolayzırları gibi
- eşitleme algoritmaları, döngüsel önekin varlığıyla basitleştirilir. Döngüsel önekin bilinen kısmı, eşitleme işleminin kanal koşullarına uyarlanmasına yardımcı olur.
3. Frekans Alanında Sembollerarası Girişimi (ISI) Azaltma:
Ortogonalliğin Korunması:
- OFDM, verimli veri iletimi için alt taşıyıcılar arasındaki dikliğe dayanır. Döngüsel önek, kanal bozukluklarının varlığında bile frekans alanında bu ortogonalliğin korunmasına yardımcı olur.
Taşıyıcılar Arası Paraziti (ICI) Azaltma:
- Döngüsel önek, Doppler kaymalarının veya frekans sapmalarının neden olduğu Taşıyıcılar Arası Girişimin (ICI) etkisini en aza indirir. Bitişik alt taşıyıcılar arasındaki dikliğin korunmasını sağlayarak OFDM sisteminin genel güvenilirliğine katkıda bulunur.
4. Frekans Ofseti Telafisi:
Frekans Senkronizasyonuna Yardımcı:
- Döngüsel Önek, frekans sapmalarını tahmin etmek ve telafi etmek için kullanılabilecek sinyalin bilinen bir bölümünü sağlayarak frekans senkronizasyonuna yardımcı olur. Bu, doğru alt taşıyıcı aralığını korumak ve frekans yanlış hizalamasından kaynaklanan bozulmayı önlemek için çok önemlidir.
Çözüm:
Döngüsel Önek, OFDM sistemlerinin temel bir bileşenidir ve çok yollu yayılım, kanal bozuklukları ve frekans sapmalarıyla ilişkili zorlukları ele alır. Bir koruma aralığı sağlayarak ve kanal tahminine yardımcı olarak döngüsel önek, OFDM iletişiminin sağlamlığını ve verimliliğini artırır ve onu Wi-Fi, LTE ve 5G gibi çeşitli kablosuz iletişim standartları için çok uygun hale getirir.