L ‘OFDM ((Orthogonal Frequency Division Multiplexing) est une méthode de codage signaux numériques par distribution orthogonale de fréquence sous forme de multiples Sous-porteuse. Cette technique permet de lutter contre les canaux sélectifs en fréquence en permettant un équilibre de faible complexité. Ces canaux interviennent notamment lorsqu’il y a plusieurs voies et sont d’autant plus punissables que le débit de transmission est élevé. C’est pourquoi cette technique est largement utilisée dans la plupart des applications à grande vitesse.

Il existe plusieurs saveurs d’OFDM. DMT (modulation multi-tons discrète) fait référence à un système de transmission en bande de base OFDM. Le COFDM (Multiplexage par division de fréquence orthogonale codée) a introduit un code de correction d’erreur[1]. Le WCP-OFDM (multiplex orthogonal pondéré par division de fréquence avec préfixe cyclique) prévoit l’ajout d’un préfixe cyclique et la pondération du signal en sortie de l’émetteur afin de s’adapter aux canaux mobiles multi-trajets[2].

Si un canal à trajets multiples est disponible, la réception de plusieurs échos en opposition de phase peut conduire à des évanouissements (forte atténuation sur une partie de la bande de fréquences). Dans le cadre d’un système OFDM, il est généralement impossible de reconstruire les symboles portés par les sous-porteuses affectées par ces phénomènes d’évanouissement. Ceci s’explique par le fait que l’OFDM non précodé n’introduit pas de redondance (ou de diversité de fréquence). Cet inconvénient peut être surmonté en utilisant le COFDM au détriment d’une réduction de l’efficacité spectrale.

OFDM est un système de transmission par blocs[3]Généralement, nous introduisons un intervalle de garde entre eux. Ceci permet d’éliminer les interférences entre blocs successifs en présence de canaux à plusieurs chemins et de faciliter d’autant plus l’égalisation, à condition que l’intervalle de garde soit plus long que l’heure d’arrivée du dernier chemin. Deux types d’intervalles de garde sont actuellement utilisés: le préfixe cyclique, qui consiste à copier les derniers échantillons du bloc au début de ce bloc, et le remplissage à zéro, qui consiste à insérer des zéros au début du bloc. Ces deux techniques conduisent naturellement à une diminution de l’efficacité spectrale.

OFDM (ou une technique similaire) est utilisé dans:

Le principe de l’OFDM est de répartir le signal numérique à transmettre sur un grand nombre de sous-porteuses. Comme si le signal à transmettre était combiné sur un grand nombre de systèmes de transmission indépendants (par exemple des émetteurs) et avec des fréquences différentes.

Afin que les fréquences des sous-porteuses soient le plus proches possible et transmettent ainsi le maximum d’informations sur une certaine partie des fréquences, l’OFDM utilise des sous-porteuses orthogonales entre elles. Les signaux des différentes sous-porteuses se chevauchent, mais grâce à l’orthogonalité, ils n’interfèrent pas entre eux.

Avec un codage orthogonal, la distance entre chaque sous-porteuse doit être égale à Δf = k/ ((T.U.) hertz, ou T.U.Secondes est la durée utile d’un symbole (c’est-à-dire la taille de la fenêtre de capture du récepteur) et k est un entier positif, généralement égal à 1. D’où avec N. La sous-porteuse sera la bande passante totale B.N.· ΔF (Hz).

L’orthogonalité permet également une Efficacité spectraleles approches actuelles totales Flux de Nyquist (dans le)La bande passante est presque entièrement utilisée. Le multiplexage orthogonal produit un spectre de fréquences presque plat (typique du bruit blanc), ce qui entraîne une interférence minimale avec les canaux voisins. Un filtrage séparé de chaque sous-porteuse n’est pas nécessaire pour le décodage, un Transformée de Fourier FFT suffisante pour séparer les supports les uns des autres.

Le signal à transmettre est généralement répété sur différentes sous-porteuses. Ainsi, dans un canal de transmission à trajets multiples dans lequel certaines fréquences sont détruites en raison de la combinaison destructrice de trajets, le système peut continuer à restaurer des informations qui ont été perdues sur d’autres fréquences porteuses qui n’ont pas été détruites. Chaque sous-porteuse est modulée indépendamment à l’aide de modulations numériques: BPSK, QPSK, QAM-16, QAM-64…

Ce principe permet de limiter les interférences entre symboles. Pour éviter cela, on peut ajouter un intervalle de garde (c’est-à-dire une période de temps pendant laquelle aucune transmission n’a lieu) après chaque symbole émis, qui est très important par rapport au délai de transmission (la distance entre le récepteur et l’émetteur divisée par la vitesse de léger). .

Le décodage OFDM nécessite une synchronisation très précise de la fréquence du récepteur avec celle de l’émetteur. Tout écart de fréquence entraîne la perte d’orthogonalité des sous-porteuses et crée par conséquent des interférences entre elles. Cette synchronisation devient difficile à réaliser lorsque le récepteur est en mouvement, notamment lors d’un changement de vitesse ou de direction ou lorsqu’il y a de nombreux échos parasites.

L’équivalent passe-bas d’un signal OFDM est exprimé comme suit:



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