Tecnica de Transmissão OFDM.ppt
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Introdução Técnica de transmissão, e não modulação. Surgiu do conceito FDM (frequency
division multiplexing). Trabalha com uma particular
sobreposição de portadoras. Sua principal vantagem é trabalhar com
uma segunda dimensão (domínio da freqüência), que melhora as condições do sinal recebido.
Definição O OFDM consiste na transmissão
paralela de dados em diversas subportadoras superpostas com modulação QAM ou QPSK, sendo as taxas das subportadoras tão baixas quanto maior no número destas empregadas.
Espectro OFDM na freqüência O espaçamento entre subportadoras é
propositalmente selecionado para que seus cruzamentos ocorram em “ 0 ”.
Este espaçamento é de 1/T, onde T é o período de um símbolo QAM ou QPSK.
Desta forma é possível acomodar sub-portadoras sobrepostas e recuperá-las posteriormente através de um correlator ou filtro casado.
Filtro casado O diagrama básico de um filtro casado é
apresentado abaixo, onde s(t) é o sinal, n(t) o ruído, x(t) o sinal contaminado pelo ruído e h(t) a função impulso do filtro.
Matematicamente temos: E a igualdade é válida:
s(t)
n(t)
x(t)
h(t)H(f)
y(t)
dthxty )()()(
y t x t h t( ) ( ) ( )
Y f X f H f( ) ( ) ( )
Características É fortemente necessário que exista
sincronismo entre as sub-portadoras, para que a ortogonalidade seja garantida (cruzamentos em “ 0 ”).
A economia de banda em relação ao FDM tradicional chega a 50%.
Espectro OFDM no tempo No domínio do tempo, o espectro se
assemelha a figura abaixo. A ortogonalidade das subportadoras é
mantida, mas a diferença agora é no número de ciclos entre elas.
Recepção OFDM O sinal OFDM passa por um banco de Ns correlatores
seguido de comparações com limiares de decisão adequados para a recuperação dos símbolos complexos.
Recepção OFDM Como na transmissão, a recepção também é
analógica. Observando a equação do sinal complexo em
banda básica, verificamos que equivale a uma IDFT (Transformada de Fourrier Discreta Inversa), formada pelos Ns símbolos QAM que compõe cada símbolo OFDM
Daí o uso da FFT e IFFT na transmissão e recepção.
Processamento do Sinal 1 – Conversão série-paralelo dos dados iniciais,
onde Ns palavras de k bits são armazenadas num buffer.
2 – Mapeamento dos Ns símbolos em Ns sub-símbolos di , que determinam os pontos da constelação de cada subportadora (segue tipo de modulação).
3 – É aplicado a IFFT e como resultado temos Ns amostras s(i) correspondentes a 1 símbolo OFDM.
4 – O intervalo de guarda é inserido e executada a conversão D/A.
Características do processamento Normalmente o númeno de Ns é um
múltiplo de dois. Caso o número de subcanais não seja, são inseridos canais nulos para o preenchimento, e assim Ns fica sendo um múltiplo de dois. Isso por que a IFFT fica mais comum, baseando-se no algorítmo de Butterfly.
Estas portadoras nula são conhecidas como inativas.
Na recepção um esquema inverso é utilizado.
Características do processamento O OFDM admite o uso de
uma modulação adicional. Geralmente é utilizada a modulação em fase e quadratura para sistemas sem fio.
Estes sistemas utilizam sub-portadoras com sonstelações de poucos níveis, pois possuem maior eficiência de potência.
Características do processamento
No caso de nenhum sistema de modulação adicional, é necessário gerar uma seqüência complexa di’ com o dobro do tamanho original di.
Características do processamento Na prática são acrescentados à seqüência
original complexos dos seus elementos. A seqüência que sai do bloco ifft será sempre real.
Intervalo de Guarda Necessário no OFDM para eliminar
a interferência entre símbolos. São inseridos entre os símbolos QAM.
O tempo de símbolo OFDM será a soma do tempo de símbolo QAM mapeado e tempo de guarda.
Ts = Tg + T