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Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal
Camilo A. LondoñoDepartamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
GEST – LISI
Bogotá, 3 de Sep, 2004
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AgendaCaracteristicas del CanalMPC y DelayISIPropagación FDMImplementación FDMEspectro FDMOrtogonalidadSímbolo OFDMTiempo de GuardaPrefijos CiclícosImplementación de OFDMEstructura del código MATLABResultados – SimulacionesFuturos Trabajos
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Características del Canal
El problema de la propagaciónmultitrayectoCanal extremadamente variantetanto en el tiempo como en la frecuenciaDispersión.Delay Spread-
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MPC y Delay
Delay Spread se puedemedir desde el primer pulso hasta el último con cierta potencia (memoriadel canal)
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Interferencia Intersímbolo ISI
En la transmisión en un canal un el mismo símbolo llega después del otro.Mientras una parte de la onda es creciente la otra es decreciente.Si el periodo del símbolo es menor a la propagación del delay (memoria del canal) resultara ISI.Así que a mayor periodo de la señal menor ISI
ISI
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La idea de la propagación en multiportadoras.
El concepto básico aquí es transmitir los datos serie en diferentes portadoras pasando de serie a paraleloAsí se incrementa el periodo de los símbolos A través de FDM
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La implementación de FDM
fc1
fc2+Fuente
fcn
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Espectro de FDM
…
fc1 fc2 fcn
Ineficiencia
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Ortogonalidad
Las subpordoras se pueden traslaparLos picos de lassubportadoras anulaslas siguientes.Si estos picos no se anulan o la onda no está en Ortogonalidadaparece ICI InterferenciaInterportadora
Espectro OFDM
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Símbolo OFDM
Suportadoras de diferentes frecuenciasLa información puedeir modulada en PSK o QAM.Es necesario un número de ciclosenteros paramantener la ortogonalidad(1/T espaciados)
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Tiempo de guarda
En el eje del tiempo se introduce un tiempo de guarda para evitar ISI aumentando el periodo del simbolo OFDMComo se mencionó antes se necesitamantener la ortogonalidad de los tiemposde guardaAsí que IFFT mantiene las señales en ortogonalidad.Prefijos ciclicos mantienen lascondiciones.
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Prefijos Ciclicos
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Implementación de OFDM
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Modulación y Demodulación por IDFT/DFT.
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛== ∑∑
−
Tt
TtDeDkX nn
nT
tj
n
n ωωω
sincos)(
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DFTN puntos.
.Dominio de la FrecuenciaX(k).
Dominio TiempX(n)(Real).
X(0TS)X(1TS)X(2TS)X(3TS)X(4TS)X(5TS)X(6TS)
X(7TS)
X(0/(TS*N))X(1/(TS*N))X(2/(TS*N))X(3/(TS*N))X(4/(TS*N))X(-3/(TS*N))X(-2/(TS*N))X(-1/(TS*N))
1
345678
2
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Los símbolos son transmitidos en diferentes frecuencia.
A1+jB1 A2+jB2 A3+jB3
F2Fo F1 Frecuencia.
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Parte real Símbolos OFDM
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Parte imaginaria Símbolos OFDM
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Aplicaciones
Digital Video Broadcasting (DVB)ADSLWLAN- Hiperlan 2Servicios de transmisión de datosInalámbricos, Telefonía Móvil.
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Resumiendo
Una memoria grande de canal limita la velocidad de transmisión de símbolo debido a la ISI. Frecuencia es directamente proporcional a BER en un canal con memoria
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OFDM – Ortogonal Frecuency-Division Multiplexing, aparece como una solución para no incrementar la frecuencia de la portadora, sino utilizar un conjunto de N subportadoras.
Cada subportadora busca tener una longitud de símbolo mayor a la memoria del canal !!!
La frecuencia primaria se divide en cada subportadora que ahora transmite símbolos más largos a alta velocidad permitiendo aumentar el desempeño del sistema.
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Espectro de OFDMOFDM permite traslapar las subportadoras.
OFDM optimiza el espectro permitiendo más canales en un ancho de banda que el método tradicional, de filtraje pasa banda.
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Estructura del Código
Serie/ ParaleloGeneración de datos
QPSK
RESHAPE(X,M,N) returns the M-by-N matrix whose elements are taken column wise from X.
Modulación Banda Base <Construida>RAND Uniformly
distributed random numbers.
Fuente: MATLAB
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Estructura del código (cont..)
Inserción del Intervalo de Guarda
IFFT Canal
Prefijo Cíclico <Construida>
AWGN RANDN-MATLAB
<Construida>
IFFT MATLABN-Puntos
Fuente: MATLAB
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Estructura del código (cont..)
FFT
Remoción del Intervalo de Guarda
QPSK
Dem
FFT – MATLABN-Puntos
demodulación Banda Base <Construida>
Remoción del prefijo Cíclico<construida>
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Estructura del codigo (cont..)
BERP/S
Tasa de Error de Bit
RESHAPE(X,M,N) returns the M-by-N matrix whose elements are taken column wise from X.
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Resultados de las simulaciones
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Continuación del trabajo
Hacer las simulaciones para canales MPC – variantes en el tiempoUtilizar OFDM en una comunicación con antenas adaptivas SIMO.Comenzar a simular un canal estocástico.