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OFDM

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by

Alessandro Marescalco

on 4 January 2013

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Transcript of OFDM

OFDM Programa Recepción OFDM El receptor realiza lo inverso del transmisor

Convierte los datos de serie a paralelo para poder realizar la FFT.
La FFT convierte la muestra del dominio del tiempo en una representación en el dominio de la frecuencia.
. Finalmente el bloque de paralelo a serie convierte estos datos en los originales. Tesis de Modulación OFDM
Eric Lawrey TRANSMISOR OFDM Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales QAM
PSK
QPSK OFDM FDM Ortogonalidad FDM FDM se puede ver como la salida de un grifo de agua sin ningún filtro, como en la figura 1 (a), por otro lado OFDM puede compararse con la salida de agua de una ducha con rejilla, figura 1 (b) FDM VS OFDM Importancia de la Ortogonalidad Ortogonales entre si Nos permite la transmisión simultánea de las portadoras en un estrecho rango de frecuencias y sin que se produzcan interferencias entre ellas. Ancho de banda Diagrama de Bloques Serie a paralelo Separa la secuencia de entrada en N subcanales de datos Modula una subportadora compleja (Seno ,coseno,fs) MAPEO DE LA SEÑAL Los datos a la salida del serial paralelo forman símbolos de N bits de longitud de acuerdo a esquemas de modulación tales como M-PSK o M-QAM. A la salida del mapeador se tienen símbolos (la nueva trama de datos multinivel), ortogonales entre si y a cada uno de ellos se le asigna una subportadora por medio de la IFFT. TRANSFORMADA INVERSA DE FOURIER (IFFT) OFDM emplea N portadoras, por lo que se requiere como mínimo N muestras complejas en tiempo discreto para representar el símbolo OFDM. Para trasladar la señal en el dominio del tiempo es necesario aplicar en el modulador, la Transformada inversa rápida de Fourier (IFFT). Genera muestras de una forma de onda con componentes de frecuencia que satisfacen condiciones de ortogonalidad. SUBPORTADORAS PILOTO Minimiza los desplazamientos en frecuencia y fase. Son distribuidas de forma regular en el canal de trasmisión Marcadores de sincronismo PREFIJO CICLICO Banda de guarda para cada símbolo Disminuye el impacto del canal en la señal OFDM Se mantiene la ortogonalidad Duración 1/4 (cada símbolo) Produce gran retardo en la señal, pero baja la BER DESVENTAJAS Se elimina la Potencia Extra en el Tx VENTAJAS
Mas Potencia en el Receptor Se agrega ruido adicional a la cola PARALELO A SERIE Interferencia Intercanal
ICI IMPORTANTE Realiza el proceso inverso al primer bloque Añadir el prefijo cíclico Canal con Multitrayectoria Se generan ISI y Desvanecimiento Selectivo Causado por señales reflejadas en estructuras o superficies reflectoras Canal Canal con Desvanecimiento Se caracterizan por una amplitud y fase de la señal variando en forma aleatoria. Componentes espectrales en el ancho de banda de la señal son igualmente afectadas por el canal (No Selectivo) Tipo Rayleigh Tipo Rice La Relación Valor Pico – Valor Medio (PAPR) Para disminuir la PAPR debemos mantener el nivel de potencia que se desee Método mas empleado: Técnica de Clipping Clipping Forma de distorsión que limita una señal una vez que se supera un umbral La señal está estrictamente limitada en el umbral, produciendo un corte plano (Hard) La señal recortada continúa siguiendo la original, pero con una reducción de la ganancia (Soft) Ecualización El receptor deben revertirse los cambios introducidos por el canal en la señal transmitida Métodos no Ciegos (o basados en entrenamiento)

Metodos Ciegos

Métodos Semi-Ciegos Métodos Estadisticos Modelo Gausseano BPSK
QPSK
16PSK
256PSK Modulaciones Esto se puede hacer cambiando en el archivo settings.m el wordsize 1=BPSK
2=QPSK
4=16PSK
8=256PSK Ruido (SNR) Desde 0 hasta 300 dB siendo
cero la mayor cantidad de
ruido que se puede añadir a la
señal Tipos de Entradas (Señales) Señales
aleatorias Archivos
.jpg Archivos
.wav Imagenes
escala de Grises Cambiar El tipo de data de entrada en el archivo settings.m Datatype 1=Random Data
2=Imagen escala de grises
3=Archivo .jpg
4=Archivo .wav Pruebas con Ruido Imagen Escala de Grises
con Ruido Señal .wav con Ruido Multitrayectoria Antes de empezar a hacer la multitrayectoria hay que cambiar unas lineas de codigo en Channel.m

En la linea 58 Y sustituir el if por el siguiente:

if isempty(Multipath) TimeSignal = TimeSignalelse TimeSignal = filter(Multipath,1,TimeSignal); end Hay que cambiarlo porque no estaba haciendo su trabajo como
multitrayectoria (ECO) Pruebas con Multitrayectoria Fuerza frente al Ruido Probabilidad de Error
Frente al ruido Prefijo Cíclico Introduce ruido blanco gausseano como agente distorsionador de la señal de entrada.
Simplifica bastante la matemática asociada con la estimación del performance de un sistema de comunicación.
la mayoría de las curvas de tasa de error (BER) se generan con la idea de que el canal es con ruido gauesiano Modelo de Rayleigh Simula el comportamiento de un canal con características de ecos, pero despreciando el efecto de las rutas directas Modelo de Rice Simula el comportamiento de un canal con características de ecos, atenuación y adición de ruido blanco gaussiano. A diferencia de Rayleigh, Rice incluye el trayecto directo que es el de mayor potencia. Símbolos afectados por un Canal
con Multitrayectoria Debido al retardo entre los símbolos que llegan al receptor se pierde la ortogonalidad
Entra en vigencia la importancia del prefijo cíclico en la transmisión de señales OFDM BER (Bit Error Rate ) Es el número de bits recibidos que se ha alterado debido a errores de sincronización, ruido, interferencia o distorsión del canal.
Al incrementar el número de subportadora para ciertos valores de S/N y efectos de multitrayectos el BER aumenta.
Es de esperarse debido que al aumentar el número de subportadoras más se aumenta la cantidad de símbolos y a su vez la velocidad de transmisión
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