INLEIDING TOT COFDM
- Waarom Silvus? >
- MN-MIMO-technologie >
- Introductie tot COFDM
COFDM: GECODEERDE ORTHOGONALE FREQUENTIEDELING MULTIPLEXING
Breekt een breedbandig kanaal in vele discrete, smalle subkanalen of subcarriers
Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing (COFDM) is een alternatief voor een single carrier golfvorm die vaak gebruikt wordt vanwege de beperkingen van single carrier systemen voor breedbandtoepassingen waar multipath aanwezig is. Deze beperkingen zijn te wijten aan de frequentieselectieve fading die sterk variërende ontvangstsignaalsterktes veroorzaakt over het breedbandige kanaal, evenals de interferentie tussen symbolen die kan optreden in omgevingen met lange vertragingsspreiding.
WAT IS GECODEERDE ORTHOGONALE FREQUENTIEDELING MULTIPLEXING?
COFDM splitst een breedbandig kanaal op in vele discrete smalle subkanalen of subcarriers, zoals hieronder afgebeeld.
De term orthogonaal verwijst naar het feit dat elk van de subdragers op een manier wordt gemaakt die inherent niet interfereert met de andere subdragers zonder dat elk van de subdragers moet worden gefilterd in het frequentiedomein, zoals traditioneel wordt gedaan om kanalen van elkaar te isoleren.
Het probleem van frequentieselectieve fading wordt opgelost door het gebruik van subcarriers te combineren met het gebruik van Forward Error Correction-codering, wat de C is in COFDM*. FEC-codering zet een gegeven aantal bits om in een groter aantal bits die informatieoverdaad bevatten. Grofweg, als x bits worden omgezet in 2x bits, kan de helft hiervan verloren gaan en nog steeds de originele data worden hersteld. Dit scenario wordt een rate ½ code genoemd.
Als je van elke 5 bits data 6 bits maakt, heb je een rate 5/6 code. Een 5/6 code laat meer gebruikersgegevens door, maar is gevoeliger voor verloren of beschadigde bits. Deze FEC-codering wordt gebruikt om de gegevens te verdelen over de subcarriers van een COFDM-systeem. Op deze manier, zelfs als een bepaalde subcarrier lijdt aan frequentieselectieve fading tot het punt dat deze volledig verloren gaat, kunnen de gegevens worden hersteld omdat ze redundant zijn gecodeerd op andere subcarriers.
Draadloos COFDM biedt ook een praktische oplossing voor het probleem van interferentie tussen symbolen (ISI). Dit probleem kan worden aangetoond met de volgende illustratie:
Tussen elk uitgezonden symbool wordt een stil guard interval gelaten zodat er bij de ontvanger tijd is om een kopie van het symbool dat op een langer gereflecteerd pad aankomt te ontvangen zonder dat het overlapt met het volgende symbool. De bovenstaande afbeelding laat zien wat er bij de ontvanger gebeurt als het guard interval lang genoeg is versus als het te kort is, wat resulteert in ISI.
Het probleem met een breedband enkeldraaggolfsysteem is dat de symboollengte erg kort wordt voor een gegeven gegevensoverdrachtssnelheid. In praktische scenario’s kan het guard interval dat nodig is om rekening te houden met padlengteverschillen even lang of langer worden dan het symbool. Dit vermindert de hoeveelheid gegevens die kan worden verzonden aanzienlijk omdat de stille periode begint te overheersen.
De symbolen van een draadloos COFDM systeem worden langer in directe verhouding tot het aantal gebruikte subcarriers. Op deze manier heeft een bewakingsinterval van een bepaalde lengte veel minder invloed op de hoeveelheid gegevens die kan worden verzonden, omdat het symbool dat gegevens draagt het stille bewakingsinterval overheerst.
*COFDM wordt soms gebruikt als synoniem voor DVB-T binnen de draadloze videogemeenschap. In werkelijkheid maken alle OFDM systemen gebruik van FEC codering en zijn dus COFDM.
