Slide OFDM

Prévia do material em texto

OFDM – MULTIPLEXAÇÃO POR DIVISÃO DE FREQUÊNCIAS ORTOGONAIS
Princípios de comunicação Digital
Alunos:
Ariel Luane Bentes – 21602238
Larissa Pessoa – 21600813
Luís Henrique Raheem 21454956
Elton Alencar – 21650071
Victória Guimarães - 21602229
INTRODUÇÃO
O presente trabalho é sobre OFDM - Multiplexação por Divisão de Frequências Ortogonais. É uma técnica de modulação de dados que por diversas características, é apropriada à tecnologia de rádios cognitivos. As sub portadora são chamadas ortogonais por não possuírem sobreposição de frequência, dessa forma não interferindo umas com as outras. O objetivo deste trabalho é propor conceitos, explicações gráficas e exemplo para expor o assunto. Está organizado em 3 partes, a Fundamentação Teórica será discutida no Capítulo 2. No Capítulo 2, será mostrada a introdução a OFDM, processamento do sinal OFDM, vantagens do uso de OFDM e desvantagens do uso de OFDM. No Capitulo 3, será apresentada conclusão sobre o assunto. O método utilizado é a pesquisa bibliográfica, os fundamentos básicos apresentados em sala de aula, e alguns artigos foram adicionados para melhor compreensão do conteúdo.
A OFDM
A multiplexação por divisão de frequências ortogonais (OFDM - Orthogonal Fre-quency Division Multiplexing) é uma técnica de modulação de dados que por diversas características, é apropriada à tecnologia de rádios cognitivos. Essa técnica de transmissão de dados utiliza sua banda dividida em múltiplas portadoras ortogonais, chamadas sub portadoras, para modulação. As sub portadora são chamadas ortogonais por não possuírem sobreposição de frequência, dessa forma ajudando a reduzir a interferência causada por portadoras vizinhas, tornando os sistemas baseados em OFDM mais eficientes espectralmente, conforme a Figura 1 (WEISS; JONDRAL, 2004).
Figura 1 - esquerda um único espectro. A direita a representação espectral da OFDM(SILVA, 2018)
Figura 2 – Múltiplos sub-fluxos paralelos de taxa de transmissão baixa (WEISS; JON-DRAL, 2004)
 SOBRE A FIGURA 2
O princípio básico desse tipo de multiplexação é a conversão de um fluxo dedados serial de taxa de transmissão elevada em múltiplos sub-fluxos paralelos de taxa de transmissão baixa, conforme visto na Figura 2. Por exemplo, um conjunto de símbolosseriais é transformado em um símbolo OFDM, representando dados em paralelo. Após aconversão serial-paralelo, cada sub-fluxo de dados é modulado em uma subportadora, o queresulta em menor sensibilidade à interferência intersimbólica e, portanto, um equalizadorsimples estrutura (WEISS; JONDRAL, 2004).
Segundo Silva (2018), a divisão da banda em subbandas menores ajuda a OFDM acombater o desvanecimento seletivo em frequência. Larguras estreitas de banda levam acada subbanda a experimentar o desvanecimento plano de canal no meio da transmissão.Outras vantagens dos sistemas baseados em OFDM são a simplicidade de implementação,arobustez aos canais e a interferência de banda estreita, permitindo o uso de técnicasavançadas de antenas
PROCESSAMENTO DO SINAL OFDM
Existem dois métodos para se gerar e detectar os símbolos OFDM, o primeiro que é chamado de método da força bruta, se torna limitado à medida que o número de subportadoras aumenta a complexidade de implementação devido a necessidade de sincronização dos osciladores complexos, o segundo, usa o processamento digital de sinais, para discretizar o sinal no domínio do tempo e utilizar a DFT, porém o grau de complexidade computacional aumenta de forma exponencial de acordo com o número de subportadoras, com isso se usa a FFT, um método que torna o cálculo da DFT mais eficiente diminuindo a carga computacional exigida. 
Figura 3 – Seleção de frequência das subportadoras (SILVA, 2018)
SOBRE A FIGURA 3
Para criar um símbolo OFDM, os símbolos modulados são mapeados nos subcanais que tiverem sido alocados para a transmissão. A constituição, em subportadoras, destes subcanais é definida pelo esquema de permutação de subportadoras; elas podem ser adjacentes, o que permite o uso da técnica de beam forming (aumentando a potência do sinal e diminuindo a sensibilidade a erros e interferência), ou podem estar espalhadas no espectro, diminuindo a interferência interportadoras, conforme pode ser visto na figura 3.
VANTAGENS DO USO DE OFDM
A principal vantagem do uso de OFDM em relação a técnicas que utilizam uma única portadora é que ela pode obter a mesma taxa de transferência, devido ao paralelismo de subportadoras de taxas baixas, com maior resistência a condições ruins do meio, como atenuação de altas frequências, interferência inter-símbolo, interferência causada por múltiplos caminhos (WEISS; JONDRAL, 2004). Ao dividir o fluxo de dados de entrada em N subportadoras, a duração do símbolo é feita N vezes menor, o que também reduzo espalhamento do atraso do multipercurso relativo, relativo ao tempo do símbolo, pelo mesmo fator. Para eliminar quase completamente a interferência entre símbolos (ISI), um tem pode guarda é introduzido para cada símbolo OFDM. O tempo de guarda ou guard time é escolhido maior que o intervalo de atraso esperado, de modo que os componentes de multipercurso de um símbolo não podem interferir no próximo símbolo. O tempo de guarda pode consistir em um “sinal vazio” ou sinal de espera (SILVA, 2018).
DESVANTAGENS DO USA DE OFDM
As desvantagens são: a incompatibilidade do uso do esquema convencional de transmissão em canais seletivos em frequência; interleaving no domínio do tempo, (Ts)-> retardo na transmissão de dados; picos de potência; desvios de frequência e problemas de sincronização de frequências.
CONCLUSÃO
Ao desenvolver o trabalho sobre a OFDM, constatamos que o uso da modulação multiportadora em quadratura tem recebido grande atenção em sistemas de telecomunicações, especialmente quando altas taxas de transmissão são necessárias em um ambiente com vários problemas de ruído e propagação, sendo assim, apresenta uma alta robusteza os ambientes com desvanecimento seletivo em frequência.
REFERÊNCIAS
SILVA, L. L. de A. Transmissão de imagens utilizando a tecnologia f-ofdm. Escola deEngenharia Elétrica, Mecânica e de Computação, Universidade Federal de Goiás, Goiânia,2018. Disponível em: <http://repositorio.bc.ufg.br/handle/ri/17263>. Acesso em: 17 out.2021. Citado 4 vezes nas páginas 2, 6, 7 e 8.
WEISS, T. A.; JONDRAL, F. K. Spectrum pooling: an innovative strategy for the enhan-cement of spectrum efficiency.IEEE communications Magazine, 42(3), S8-14, 2004. Dis-ponível em: <https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=1273768>. Acessoem: 17 out. 2021. Citado 4 vezes nas páginas 2, 6, 7 e 8.