1 Modulacje wielu nośnych FDMATDMA OFDM = Orthogonal Frequency Division Multiplexing jeden użytkownik opatentowana w połowie lat 1960

2 Modulacje wielu nośnych ładunek do przewiezienia dwie możliwości transportu

3 Modulacje wielu nośnych Potrzeba jest przesłać np. 10 Mb/s danych drogą radiową jedna fala nośna Kod NRZ + modulacja PSK czas trwania jednego bitu 0,1 us modulacja QPSK czas trwania jednego symbolu 0,2 us różnica dróg 30 m opóźnienie sygnałów = 0,1  s różnica dróg 150 m opóźnienie sygnałów = 0,5  s różnica dróg 3 km opóźnienie sygnałów = 10  s różnica dróg 30 km opóźnienie sygnałów = 100  s przy możliwej wielodrogowości sygnału… interferencja

4 Modulacje wielu nośnych widmo sygnału np. PSK o przepływności 10 Mb/s FoFo 20 MHz widmo 8 sygnałów PSK o przepływności 1,25 Mb/s każdy, o częstotliwościach nośnych „rozsuniętych” o 2,5 MHz Łączna przepływność danych jest taka sama ! wymagana idealna filtracja sygnałów, niemożliwa do uzyskania

5 Modulacje wielu nośnych co zyskujemy ? - przepływność każdego z sygnałów jest 8 razy mniejsza – długość bitów 8 razy większa odporność na wielodrogowość sygnału może wzrosnąć 8 razy

6 Modulacje wielu nośnych Ale to nie jest jeszcze zasada modulacji OFDM OFDM - widma składowe można jeszcze zagęścić

7 Istota modulacji OFDM: 1) Dane wejściowe rozdzielane są na N równoległych strumieni danych. 2) Przepływność każdego strumienia danych jest zmniejszona N razy. 3) Czas trwania bitu/symbolu w każdym strumieniu jest zwiększony N razy. 4) Każdy ze strumieni moduluje w dowolny sposób oddzielną falę nośną – następuje równoległa transmisja danych na N falach nośnych. 5) Ze względu na p. 3., odporność na wielodrogowość propagacji jest zwiększona N razy. 6) Poszczególne zmodulowane fale nośne mają zbliżone częstotliwości, ale tak dobrane do szybkości modulacji, że nie interferują ze sobą. Modulacje wielu nośnych

8 jak to jest możliwe? poszczególne składowe są ortogonalne względem siebie (nie wpływają na siebie), jeżeli ich odstęp w skali częstotliwości jest równy szybkości modulacji ilość bodów odstęp w Hz przedział sygnalizacji (całkowania) zmodulowane poszczególne podnośne widma !

9 Modulacje wielu nośnych np. 8 podnośnych, każda modulowana w systemie PSK (najprostszy przypadek) jeden symbol OFDM potem to się okresowo powtarza

10 Modulacje wielu nośnych przy innych wartościach 8 bitów, składających się na jeden symbol, postać sygnału OFDM będzie inna możliwych symboli jest tu 256 ! wada – duża rozpiętość między amplitudą maksymalną i minimalną symbol = suma wszystkich podnośnych w określonym przedziale czasu, każda podnośna jest po „swojemu” zmodulowana; w czasie danego symbolu parametry każdej podnośnej są stałe - każdy symbol ma ustalone parametry.

11 Wielodrogowość propagacji decyduje o ortogonalności Modulacje wielu nośnych

12 sygnał bezpośredni sygnał opóźniony celowe opóźnienie odbioru informacji użytecznej, aby poprzedzające symbole już się zakończyły okres ochronny (guard interval) Aby zachować ortogonalność podnośnych, ich odstęp powinien być równy Modulacje wielu nośnych

13

14 do czego się synchronizować? - dodatkowe częstotliwości pilotujące przykładowe sumowanie się sygnałów opóźnionych w różnym stopniu Modulacje wielu nośnych

15 realizacja praktyczna OFDM NIE TAK niemożliwe przy dużej ilości podnośnych

16 OFDM – zalety: Dobra w warunkach wielodrogowości sygnału Duża efektywność widmowa (dużo bitów na jednostkę szerokości pasma)) Wady: Duży stosunek mocy szczytowej do średniej – zła praca przy zniekształceniach nieliniowych Modulacje wielu nośnych

17 parametry modulacji OFDM w DVB-T ilość podnośnych (2K) 1705co 3,91 kHz (8K)6817co 0,98 kHz szerokość pasma 6, 7, 8 MHz modulacja podnośnych QPSK, 16 QAM lub 64 QAM odstęp ochronny ¼, 1/8, 1/16, 1/64 czasu trwania symbolu; najdłuższy (8K) = 224 us ( ~ 70 km) Modulacje wielu nośnych