Upload
milos-zivkovic
View
238
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
UNIVERZITET U NIŠUVISOKA TEHNIČKA ŠKOLA STRUKOVNIH
STUDIJA
ZAVRŠNI RAD
Tema: TEHNIKA VIŠESTRUKOG PRISTUPA OFDM
Predmet:Mobilna komunikacija
Mentor: Student:Srđan Jovković Nenad Dinčić K86
2010
Sadržaj
1. Uvod 22. Tehnike višestrukog pristupa 4
2.1. OFDM 4
2.2. Generisanje OFDM 6
2.3. Dodavanje zaštitnog perioda kod OFDM 7
3. OFDM rezultati 10
3.1. Korišćeni OFDM model 11
3.1.1. Konverzija iz serijskog u paralelni format 11
3.1.2. Modulacija podataka 11
3.1.3. Inverzna Furijeova transformacija 11
3.1.4. Zaštitni period 11
3.1.5. Kanal 12
3.1.6. Prijemnik 12
3.1.7. OFDM simulacioni parametri 12
3.2. OFDM simulisani rezultati 14
3.2.1. Otpornost na širenje signala usled kašnjenja po višestrukim
putevima 14
3.2.2. Odsecanje pikova snage 15
3.2.3. Tolerancija na Gausov šum kod OFDM 16
3.2.4. Vremenski zahtevi 18
4. OFDM rezultati 20
4.1. Simulisani model 20
4.1.1. Direktan link 20
4.1.2. Povratna putanja 21
4.2. Simulacioni rezultati 22
4.3. Matematički model za povratni link 23
5 . Zaključak 34
2
Uvod
Telekomunikacije kao najrazvijenija tehnološka grana suočava sa problemom
obezbeđivanja telefonskih usluga u ruralnim oblastima, gde je baza korisnika mala, ali
je cena postavljanja žičane telefonske mreže veoma visoka. Jedan od načina za
smanjenje visokih infrastrukturnih troškova žičanog sistema je korišćenje fiksne
bežične radio mreže. Problem sa ovim je što ruralne i urbane oblasti zahtevaju ćelije
velikih površina kako bi se dobila dovoljna pokrivenost. Ovo rezultira problemima
koje uzrokuje veliki gubitak signala na putu i veliko vreme kašnjenja pri prostiranju
signala po višestrukim putevima.
Trenutno GSM (Global System for Mobile telecommunications) tehnologija se
primenjuje na fiksne bežične telefonske sisteme u mnogim ruralnim oblastima.
Međutim, GSM koristi TDMA (Time Division Multiple Acces – Višestruki pristup na
bazi vremenske raspodele), koji ima visoku simbolsku brzinu što dovodi do problema
sa prostiranjem po višestrukom putu uzrokujući međusimbolsku interferenciju.
Nekoliko tehnika se uzima u razmatranje za sledeću generaciju digitalnih
telefonskih sistema, sa ciljem poboljšanja kapaciteta ćelija, otpornosti na višestruke
puteve i fleksibilnosti. Tu spadaju CDMA (Code Division Multiple Acces – višestruki
pristup na bazi kodne raspodele) i COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division
Multiplexing –kodni ortogonalno frekvencijski multipleks). Obe ove tehnike bi se
mogle primeniti za obezbeđivanje fiksnog bežičnog sistema za ruralne oblasti. Ipak,
svaka od tehnika ima i različite karakteristike koje je čine pogodnijom za određene
primene.
OFDM/COFDM omogućuje većem broju korisnika da emituje u dodeljenom
opsegu, dodatno deleći raspoloživi opseg na veći broj uskopojasnih nosilaca. Svakom
korisniku je dodeljeno nekoliko nosilaca u kojima prenosi svoje podatke. Prenos se
vrši na način da su nosioci koji se koriste ortogonalni jedan u odnosu na drugi, što im
omogućuje da budu pakovani međusobno mnogo bliže nego kod standardnog
frekvencijskog multipleksa (FDM - frequency division multiplexing). Zbog ovoga
OFDM/COFDM obezbeđuje visoku spektralnu efikasnost.
3
2. Tehnike višestrukog pristupa
2.1. OFDM
Višestruki pristup na bazi ortogonalno frekvencijske raspodele (OFDM) je
tehnika prenosa sa više nosilaca, koja deli raspoloživi spektar na više nosilaca, svaki
od njih modulisan sa malom brzinom protoka podataka. OFDM je slična FDMA u
tome što je višestruki pristup postignut daljom podelom raspoloživog opsega na više
kanala, koji su zatim dodeljeni korisnicima. Međutim, OFDM koristi spektar mnogo
efikasnije grupišući kanale mnogo bliže međusobno. Ovo se postiže zato što su
nosioci međusobno ortogonalni, sprečavajući tako interferenciju među blisko
postavljenim nosiocima.
Višestruki pristup na bazi kodne ortogonalno frekvencijske raspodele
(COFDM) je isti kao i OFDM osim što se korekcija greške unapred primenjuje na
signal pre emitovanja. Ovo kako bi se prevazišle greške u prenosu usled izgubljenih
nosilaca zbog frekvencijski selektivnog fedinga, šuma u kanalu i drugih
propagacionih efekata. Za ovo razmatranje se podjednako koriste termini OFDM i
COFDM, jer je glavni fokus kod ovog rada na OFDM, ali se pretpostavlja da bi bilo
koji praktičan sistem koristio korekciju greške unapred, tako da bi to bio COFDM.
Kod FDMA svakom korisniku je obično dodeljen jedan kanal, koji se koristi
za prenos svih informacija korisnika. Opseg svakog od kanala je obično 10kHz-
30kHz za glasovnu komunikaciju. Međutim, minimalan potreban opseg za govor je
samo 3kHz. Dodeljeni opseg je širi od minimalnog zahtevanog kako bi se sprečilo
ometanje među kanalima. Ovaj dodatni opseg je da bi se omogućilo filtriranje signala
od susednih kanala, i da se omogući bilo kakav drift na centralnoj frekvenciji
predajnika ili prijemnika. U tipičnom sistemu i do 50% ukupnog spektra otpada usled
dodatnog razmaka među kanalima. Ovaj problem postaje još veći kako širina kanala
postaje manja a frekvencijski opseg raste.
Većina digitalnih telefonskih sistema koristi vokodere za kompresiju
digitalizovanog govora. Ovo omogućuje povećanje kapaciteta sistema usled
4
smanjivanja širine opsega koji je potreban za svakog od korisnika. Trenutni vokoderi
zahtevaju brzinu negde između 4kb/s i 13kb/s, zavisno od kvaliteta zvuka i tipa koji se
koristi. Stoga, svaki korisnik zahteva samo minimalnu širinu opsega koja je negde
između 2kHz i 7kHz, koristeći QPSK modulaciju. Međutim, jednostavan FDMA ne
koristi ovako uzak propusni opseg veoma efikasno.
TDMA delimično prevazilazi ovaj problem koristeći kanale sa širim opsegom,
koje koristi po nekoliko korisnika. Višestruki korisnici pristupaju istom kanalu tako
što prenose svoje informacije u vremenskim slotovima. Tako, mnogi korisnici sa
malom brzinom prenosa mogu zajednički da emituju u jednom kanalu sa dovoljnim
opsegom kako bi spektar mogao biti efikasno korišćen.
Ipak, postoje dva glavna problema kod TDMA. Postoji jedan problem koji je
povezan sa prelaskom među korisnicima usled vremenskog slotovanja na kanalu.
Vreme prelaska mora biti dodeljeno kako bi se omogućila tolerancija u vremenu
početka za svakog korisnika, zbog varijacija propagacionog kašnjenja i
sinhronizacionih grešaka. Ovo ograničava broj korisnika koji mogu efikasno da se
šalju u svakom od kanala. Pored toga, simbolska brzina svakog od kanala je velika
(jer kanal barata informacijama od višestrukih korisnika) što rezultuje problemima
širenja signala usled kašnjenja po višestrukim putevima.
OFDM prevazilazi većinu problema koje imaju i FDMA i TDMA. OFDM deli
raspoloživi opseg na mnogo uskopojasnh kanala (obično 100-8000). Nosioci za svaki
kanal su međusobno ortogonalni, što im omogučuje da budu grupisani veoma blizu
međusobno, bez prelaska kao u primeru FDMA. Zbog ovoga nema velike potrebe da
korisnici budu vremenski multipleksirani kao kod TDMA, tako da nema prelaska
povezanog sa prebacivanjem među korisnicima.
Ortogonalnost nosilaca znači da svaki od nosioca ima ceo broj ciklusa tokom
perioda simbola. Zbog ovoga, spektar svakog nosioca ima nulu na centralnoj
frekvenciji na svakom od ostalih nosilaca u sistemu. Ovo rezultuje izostankom
interferencije među nosiocima, omogućujući im da budu postavljeni što je bliže
teoretski moguće. Ovo prevazilazi problem stalnog razmaka među nosiocima koji se
zahteva kod FDMA.
Svaki nosilac u OFDM signalu ima veoma uzak opseg (1kHz), tako da je
rezultujuća simbolska brzina niska. Ovo rezultuje da signal ima visoku toleranciju na
širenje usled kašnjenja po višestrukim putevima, jer kašnjenje mora biti veoma veliko
da bi uzrokovalo značajnu međusimbolsku interferenciju (veće od 100µs).
5
2.2. Generisanje OFDM
Kako bi se uspešno proizveo OFDM, odnos među svim nosiocima mora biti
pažljivo kontrolisan da bi se održala ortogonalnost nosilaca. Iz ovog razloga, OFDM
se stvara tako što se prvenstveno bira zahtevani spektar na osnovu ulaznih podataka i
modulacione šeme koja se koristi. Svaki nosilac koji se proizvede ima dodeljene neke
podatke da prenese. Zahtevana amplituda i faza nosioca se onda računa na osnovu
modulacione šeme (obično diferencijalni BPSK, QPSK, ili QAM). Zahtevani spektar
se onda konvertuje nazad u svoj vremenski domen signal koristeći inverznu Furijeovu
transformaciju. U većini aplikacija se koristi inverzna brza Furijeova transformacija
(IFFT). Ona vrši transformaciju veoma efikasno, i obezbeđuje jednostavan način da se
osigura da proizvedeni nosioci signala budu ortogonalni.
Brza Furijeova transformacija (FFT) transformiše ciklični vremenski domen
signal u njegov ekvivalentan frekvencijski spektar. Ovo se radi pronalaženjem
ekvivalentnog talasnog oblika koga čini suma ortogonalnih sinusoidalnih komponenti.
Amplituda i faza sinusoidalnih komponenti predstavljaju frekvencijski spektar
vremenskog domena signala. Inverzna brza Furijeova transformacija vrši obrnut
proces, transformišući spektar (amplitudu i fazu svake od komponenti) u signal u
vremenskom domenu. Inverzna brza Furijeova transformacija konvertuje jedan broj
tačaka kompleksne informacije, dužine koja je stepen dvojke, u signal u vremenskom
domenu istog broja tačaka. Svaka tačka u informaciji u frekvencijskom spektru koja
se koristi u ovim transformacijama zove se bin.
Ortogonalni nosioci potrebni za OFDM signal mogu se lako dobiti
postavljanjem amplitude i faze svakog frekvencijskog bina, a zatim vršenjem inverzne
brze Furijeove transformacije. Kako svaki bin inverzne brze Furijeove transformacije
odgovara amplitudi i fazi seta ortogonalnih sinusoida, obrnut proces garantuje da su
dobijeni nosioci ortogonalni.
Slika 1 pokazuje konfiguraciju osnovnog OFDM predajnika i prijemnika.
Proizvedeni signal je u osnovnom opsegu i da bi se dobio RF signal, signal mora biti
filtriran i mešan do željene transmisione frekvencije.
6
Slika 1: osnovni FFT, OFDM predajnik i prijemnik
2.3. Dodavanje zaštitnog perioda kod OFDM
Jedna od najbitnijih karakteristika OFDM transmisije je visok nivo robustnosti
u odnosu na širenje signala usled kašnjenja po višestrukim putevima. Ovo je rezultat
dugačke periode simbola koja se koristi, koja minimizira međusimbolsku
interferenciju. Nivo robustnosti na višestruke puteve može se dalje povećati
dodavanjem zaštitnog perioda između emitovanih simbola. Zaštitni period daje
vremena višestrukim signalima sa prethodnog simbola da se izgube pre nego što se
dobije informacija za tekući simbol. Najefektivniji zaštitni period koji se koristi je
ciklična ekstenzija simbola. Ako se na početak simbola kao zaštitni period stavi odraz
u ogledalu u vremenu kraja talasnog oblika simbola, ovo efikasno proširuje dužinu
simbola, istovremeno zadržavajući ortogonalnost talasnog oblika. Koristeći ovaj
ciklični produžetak simbola, uzorci potrebni za obavljanje brze Furijeove
transformacije (kako bi se dekodirao simbol), mogu se uzeti bilo gde na celoj dužini
simbola. Ovo obezbeđuje imunost na višestruke puteve kao i toleranciju vremena
sinhronizacije simbola.
Sve dok odjeci signala po višestrukim putevima ostaju u okviru trajanja
zaštitnog perioda, ne postoji striktno ograničenje po pitanju nivoa ovih odjeka. Oni
čak mogu i da prevaziđu nivo signala po kraćem putu. Energija signala po svim
putevima samo se dodaje na ulazu u prijemnik, a pošto je brza Furijeova
7
transformacija energetski konzervativna, sva raspoloživa snaga dolazi do dekodera.
Ako je širenje signala usled kašnjenja duže od zaštitnog intervala, onda to počinje da
uzrokuje međusimbolsku interferenciju. Međutim kako su odjeci dovoljno mali, oni
ne uzrokuju značajne probleme. Ovo važi u većini slučajeva, jer širenje signala usled
kašnjenja po višestrukim putevima veće od zaštitnog perioda, uzrokuju odjeci signala
koji se odbijaju sa veoma udaljenih objekata.
Moguće su i druge varijacije zaštitnih perioda. Jedna moguća varijacija je da je
polovina zaštitnog perioda ciklična ekstenzija simbola, kao u prethodnom, a druga
polovina je signal nulte amplitude. Ovo rezultuje signalom kao što je prikazano na
slici 2.
Slika 2: deo OFDM signala koji pokazuje 5 simbola, korišćenjem zaštitnog perioda
koji je pola ciklična ekstenzija simbola, a pola signal nulte amplitude.
Korišćenjem ovog metoda simboli se mogu lako identifikovati. Ovo
potencijalno omogućuje da se iz signala dobije i tajming simbola jednostavnom
primenom detekcije anvelope. Mana korišćenja ovog metoda zaštitnog perioda je što
period nule nema nikakvu toleranciju na višestruke puteve, pa je stoga efektivan
8
aktivan zaštitni period samo polovina dužine. Interesantno je napomenuti da ovaj
metod zaštitnog perioda nije spomenut ni u jednom istraživačkom radu, i još uvek nije
jasno da li je neophodno dobiti tajming simbola korišćenjem ovog metoda.
Najbolji metod za primenu zaštitnog perioda je da se koristi ciklična ekstenzija
emitovanog simbola tokom celog intervala zaštitnog perioda, umesto samo tokom
polovine zaštitnog perioda kao što je prethodno opisano.
9
3. OFDM rezultati
Cilj je da se odrede performanse OFDM pod različitim kanalskim uslovima, i
da se omogući testiranje različitih OFDM konfiguracija. Četiri glavna kriterijuma su
korišćena za procenu performansi OFDM sistema, a to su njegova tolerancija na
širenje signala usled kašnjenja po višestrukim putevima, odsecanje pikova snage,
kanalski šum i greške u vremenskoj sinhronizaciji.
3.1. Korišćeni OFDM model
OFDM sistem prikazan je na slici 3. Kratak opis modela dat je u nastavku.
Slika 3: OFDM model korišćen za simulacije
10
3.1.1. Konverzija iz serijskog u paralelni format
Ulazni serijski protok podataka je formatiran na veličinu reči potrebnu za
emitovanje, npr. 2 bita po reči za QPSK, i prebačen u paralelni format. Informacija se
tada prenosi paralelno dodeljujući svaku reč podatka jednom nosiocu u transmisiji.
3.1.2. Modulacija podataka
Podaci koji se prenose na svakom od nosioca su onda diferencijalno kodirani,
sa prethodnim simbolima, zatim mapirani u PSK format. Kako diferencijalno
kodiranje zahteva inicijalnu faznu referencu, u tu svrhu je na početku dodat jedan
ekstra simbol. Podaci na svakom simbolu se onda mapiraju u fazni ugao na osnovu
modulacionog metoda. Na primer, za QPSK, fazni uglovi koji se koriste su 0, 90, 180,
270 stepeni. Korišćenje PSK proizvodi signal konstantne amplitude i izabrana je zbog
svoje jednostavnosti i da bi se smanjili problemi sa fluktuacijama amplitude usled
fedinga.
3.1.3. Inverzna Furijeova transformacija
Nakon što se izradi zahtevani spektar, inverzna Furijeova transformacija se
koristi za pronalaženje odgovarajućeg vremenskog talasnog oblika. Zatim se na
početak svakog simbola dodaje zaštitni period.
3.1.4. Zaštitni period
Zaštitni period koji se koristi sačinjen je od dva dela. Polovina vremena
zaštitnog perioda je transmisija nulte amplitude. Druga polovina zaštitnog perioda je
ciklična ekstenzija simbola koji se prenose. Ovo kako bi se omogućilo da se tajming
11
simbola lako dobije detekcijom anvelope. Međutim, otkriveno je da se to ne zahteva
ni u jednoj od simulacija jer je tajming mogao biti tačno određena pozicija semplova.
Nakon što je dodata zaštita, simboli se konvertuju nazad u serijski vremenski
talasni oblik. Ovo je onda signal osnovnog opsega za OFDM transmisiju.
3.1.5. Kanal
Model kanala se onda primenjuje na emitovani signal. Model omogućuje da se
odnos signal-šum, višestruki putevi i odsecanje pikova snage kontrolišu. Širenje
signala usled kašnjenja po višestrukim putevima se onda dodaje simulirajući širenje
signala korišćenjem FIR filtra. Dužina FIR filtra predstavlja maksimalno širenje
signala, dok koeficijent amplitude predstavlja intenzitet reflektovanog signala.
3.1.6. Prijemnik
Prijemnik u osnovi obavlja suprotnu operaciju od predajnika. Zaštitni period
se uklanja. Brza Furijeova transformacija se onda vrši na svakom simbolu kako bi se
našao originalni emitovani spektar. Fazni ugao svakog od transmisionih nosilaca se
onda računa i konvertuje nazad do informacione reči demodulacijom primljene faze.
Informacione reči su onda ponovo sjedinjene na istu veličinu reči kao originalna
informacija.
3.1.7. OFDM simulacioni parametri
Tabela 1 pokazuje konfiguraciju korišćenu za većinu simulacija izvedenih na
OFDM signalu. Korišćen je sistem sa 800 nosilaca, koji bi omogućio i do 100
korisnika ako bi svakom bilo dodeljeno 8 nosilaca. Cilj je da svaki korisnik ima
višestruke nosioce tako da ako se nekoliko nosilaca izgubi usled frekvencijski
12
selektivnog fedinga da ostalli nosioci omoguće rekonstrukciju izgubljenih podataka
korišćenjem korekcije greške unapred. Iz ovog razloga manje od 8 nosilaca po
korisniku učinilo bi ovaj metod beskorisnim. Stoga je 400 nosilaca i manje smatrano
suviše malim. Međutim više nosilaca nije korišćeno zbog osteljivosti OFDM na
greške frekvencijske stabilnosti. Što je veći broj nosilaca koje sistem koristi, veća je i
zahtevana frekvencijska stabilnost.
parametar VrednostModulacija nosioca DBPSK, DQPSK, D16PSKFFT veličina 2048Broj nosioca 800Zaštitno vreme 512 semplova (25%)Vrsta zaštitnog perioda Polovina nulti signal, polovina ciklična
ekstenzija simbola
Tabela 1: parametri OFDM sistema korišćeni u simulaciji
Tri metoda modulacije nosioca su testirana kako bi se uporedile njihove
performanse. Ovo je da bi se pokazala povezanost između kapaciteta sistema i
robustnosti sistema. DBPSK daje 1b/Hz spektralne efikasnosti i to je najdugotrajniji
metod, međutim kapacitet sistema se može povećati korišćenjem DQPSK (2b/Hz) i
D16PSK (4b/Hz) ali po cenu većeg nivoa bitske greške, BER. Modulacioni metod
koji je korišćen prikazan je kao BPSK, QPSK i 16PSK na svim simulacionim
dijagramima, jer se diferencijalno kodiranje smatra integralnim delom bilo koje
OFDM transmisije.
Mnogi OFDM sistemi sada koriste koherentnu modulaciju umesto
diferencijalne modulacije jer koherentna modulacija omogućuje korišćenje
kvadraturne amplitudske modulacije (QAM) za modulaciju nosioca, što popravlja
spektralnu efikasnost.
Simulacioni rezultati predstavljeni ovde pokazuju ukupan nivo simbolske
greške, SER (Symbol Error Rate) a ne nivo bitske greške, BER (Bit Error Rate) kao
što je prikazano na grafičkim rezultatima i u diskusiji. Za BPSK SER je jednak BER,
međutim kod QPSK BER je otprilike polovina SER. Ovo zato što dva bita informacije
se prenose za svaki QPSK simbol i obično se greška samo na jednom bitu pojavljuje
kada se koristi prigodno mapiranje (grejov kod) i kada je nivo šuma nizak. Ova
13
aproksimacija je validna za SER ispod 1*10-2. Za 16PSK primenjuju se isti argumenti,
stoga je prava BER otprilike jedna četvrtina SER.
3.2. OFDM simulisani rezultati
3.2.1. Otpornost na širenje signala usled kašnjenja po
višestrukim putevima
Za ovu simulaciju OFDM signal je testiran sa višestrukim signalom koji se
sastoji od jednog reflektovanog eha. Reflektovani signal je načinjen za 3dB slabiji od
direktnog signala jer slabije refleksije od ove nisu uzrokovale merljive greške,
naročito kod BPSK. Slika 4 pokazuje rezultate simulacije.
Slika 4: tolerancija na širenje signala kod OFDM
Može se videti sa slike 4 da je BER veoma niska za širenje signala od manje
od otprilike 256 odmeraka. U praktičnom sistemu (na primer 1.25 MHz širina opsega)
ovo širenje signala bi odgovaralo 80µs. Ovo širenje signala bi bilo za refleksiju sa
dodatnih 24 km dužine puta. Vrlo je malo verovatno da bilo koja refleksija koja je
14
prešla dodatnih 24km bude oslabljena za samo 3dB koji se koriste u simulaciji. Stoga
ovi rezultati pokazuju ekstremne uslove višestrukih puteva. Zaštitni period koji se
koristio u simulacijama sastojao se od 256 odmeraka nulte amplitude i 256 odmeraka
ciklične ekstenzije simbola. Rezultati pokazuju da se tolerisano širenje signala
poklapa sa vremenom ciklične ekstenzije zaštitnog perioda. Potvrđeno je sa ostalim
simulacijama da je tolerancija posledica ciklične ekstenzije a ne nultog perioda. Ovi
testovi nisu prikazani kako bi se sačuvao prostor.
Za širenje signala koje je duže od efektivnog zaštitnog perioda, BER brzo raste
usled međusimbolske interferencije. Maksimalni BER koji će se pojaviti je kada je
širenje signala veoma dugo (duže od vremena simbola) jer će to uzrokovati jaku
međusimbolsku interferenciju.
U praktičnom sistemu dužina zaštitnog perioda može se izabrati zavisno od
zahtevane tolerancije na širenje signala usled kašnjenja po višestrukim putevima.
3.2.2. Odsecanje pikova snage
Ustanovljeno je da emitovani OFDM signal može biti jako odsečen sa malo
uticaja na primljeni BER. U stvari, signal može da bude odsečen i do 9dB bez
značajnog povećanja BER. Ovo znači da je signal visoko otporan na distorzije
odsecanja koju uzrokuje pojačavač snage korišćen u emitovanju signala. To takođe
znači da signal u tu svrhu može biti odsečen i do 6dB tako da odnos pik/efektivna
vrednost (RMS) može biti smanjen omogućujući povećanu emitovanu snagu.
15
Slika 5: efekat odsecanja pikova snage za OFDM
3.2.3. Tolerancija na Gausov šum kod OFDM
Pokazano je da je SNR performansa kod OFDM slična standardnim digitalnim
transmisijama sa jednim nosiocem. Ovo je i očekivano jer je emitovani signal sličan
standardnom FDM sistemu. Slika 6 pokazuje rezultate iz simulacija. Rezultati
pokazuju da korišćenjem QPSK transmisija može da toleriše SNR od >10-12dB. Nivo
bitske greške, BER, se brzo pogoršava kako SNR pada ispod 6dB. Međutim,
korišćenje BPSK omogućuje poboljšanje BER u kanalu sa šumom, po cenu kapaciteta
transmisije podataka. Korišćenjem BPSK, OFDM transmisija može da toleriše SNR
od >6-8dB. U linku sa malo šuma, korišćenje 16PSK može da poveća kapacitet. Ako
je SNR >25dB, 16PSK se može koristiti, duplirajući kapacitet podataka u poređenju
sa QPSK.
16
Slika 6: BER u odnosu na SNR kod OFDM korišćenjem BPSK, QPSK i 16PSK
Rezultati simulacije prikazani na slici 6 su delimično netačni usled računanja
nivoa šuma u simulacijama. Gore prikazane simulacije računale su odnos signal šum
na osnovu snage talasnog oblika signala u vremeskom domenu i snage talasnog oblika
šuma u vremenskom domenu, ne uzimajući u obzir opseg signala. Na prijemniku
signal je filtriran u FFT stepenu, time čineći da prijemnik vidi samo šum u okviru
opsega signala. Simulacije su vršene korišćenjem 800 nosilaca a generisane
korišćenjem IFFT u 2048 tačaka. Nikvistov opseg je polovina transmisione brzine
odmeravanja jer je u pitanju realan signal (nema imaginarnih komponenti) tako da
Nikvistov opseg odgovara broju od 1024 nosilaca. Opseg signala je stoga
800/1024=0.781 ili 78.1% Nikvistovog opsega. Kako je prijemnik video samo 78.1%
ukupnog šuma, nivo greške je manji nego što bi trebalo. Ispravne vrednosti SNR
mogu se dobiti dodavanjem 1.07dB (10log10(0.781)) na nivoe na slici 18. Takođe je
bitno da simulacioni rezultati pokazuju nivo simbolske greške a ne nivo bitske greške.
17
3.2.4. Vremenski zahtevi
Jedno od velikih pitanja bilo je koliko bi OFDM bio tolerantan na grešku u
vremenu starta. Problem je bio što kada je OFDM prijemnik inicijalno uključen on
neće biti sinhronizovan sa emitovanim signalom. Zato se zahteva sinhronizacioni
metod. Predloženi metod je bio da se OFDM signal može razbiti na frejmove, gde
svaki frejm prenosi određeni broj simbola (negde između 10 i 1000). Na početku
svakog frejma emituje se simbol nule, na taj način omogućujući detektovanje početka
frejma korišćenjem detekcije anvelope. Međutim, korišćenje detekcije anvelope
omogućuje detekciju početka samo u okviru nekoliko semplova, zavisno od šuma u
sistemu. Nije bilo poznato je li vremenska tačnost dovoljna. Ovaj metod je korišćen za
sinhronizaciju u praktično izvedenim testiranjima.
Slika 7 pokazuje uticaj greške u vremenu početka na primljeni BER. Ovo
pokazuje da vreme početka može da ima grešku i do 256 semplova pre nego i bude
bilo kakvog uticaja BER-a. Ova dužina se poklapa sa periodom ciklične ekstenzije
zaštitnog intervala i usled je toga što zaštitni period održava ortogonalnost signala.
U bilo kom praktičnom sistemu, načinjena vremenska greška može biti
zakašnjena ili preuranjena, tako da bilo koji prijemnik bi ciljao na sredinu očekivanog
vremena početka da bi omogućio za grešku ±128 semplova. Pored toga, ako je signal
izložen bilo kakvom širenju signala usled kašnjenja po višestrukim putevima, ovo će
umanjiti efektivno stabilno vreme zaštitnog perioda, samim tim umanjiti i toleranciju
na grešku vremena početka.
18
Slika 7: Efekat greške u sinhronizaciji rama na primljeni OFDM signal
19
4. OFDM rezultati
4.1. Simulisani model
4.1.1. Direktan link
Slika 8 pokazuje model koji se koristi za simulacije OFDM direktnog linka.
Slika 8: model korišćen kod OFDM direktnog linka
20
Direktan link modelovanog OFDM sistema koristi ortogonalne Walsh kodove
za razdvajanje korisnika. Svakom korisniku je nasumično dodeljen Walsh kod za
proširenje podataka koji se emituju.
Emitovani signali sa svih korisnika su spojeni zajedno, a zatim propušteni kroz
model radio kanala. Ovo omogućuje odsecanje signala, dodavanje višestruke
interferencije, i dodavanje belog gausovog šuma signalu.
Prijemnik koristi isti Walsh kod koji je koristio i predajnik za demodulaciju
signala i rekonstrukciju podataka. Nakon što je primljeni signal demodulisan
korišćenjem Walsh koda, on je sub-semplovan nazad na nivo originalnog podaka.
Ovo se radi korišćenjem integrate-and-dump filtera, koga prati komparator koji
odlučuje da li je podatak 1 ili 0.
Primljeni podatak se onda upoređuje sa originalnim podatkom koji je
emitovan kako bi se izračunao bitski nivo greške (BER).
Takođe se radi i greška RMS (root mean-square – efektivna vrednost)
amplitude. Nivo signala nakon što je demodulisan i filtriran se upoređuje sa
očekivanom amplitudom signala na osnovu emitovanih podataka. Greška RMS
amplitude direktno utiče na bitski nivo greške, tako da je merenje korisno.
4.1.2. Povratna putanja
Povratna veza kod CDMA i OFDM linka je simulirana na veoma sličan način
direktnom linku osim što se ne koriste ortogonalni Walsh kodovi. Kao što je ranije
pokazano, izuzetno je teško da se efektivno koriste ortogonalni kodovi u povratnom
linku od mobilnih do bazne stanice, zbog teškoća u dovoljno tačnoj sinhronizaciji
sistema. Zbog ovoga se umesto Walsh kodova koriste jednostavni dugi pseudoslučajni
kodovi.
21
4.2. Simulacioni rezultati
4.2.1. BER u odnosu na broj korisnika u ćeliji
Povratni linkovi CDMA i OFDM sistema koriste neortogonalne kodove koji
su kodovi pseudoslučajnog šuma. Ovo dovodi do interferencije signala sa svakog
korisnika sa signalima sa drugih korisnika. Signali koje prenosi svaki od korisnika su
međusobno nekorelisani jer svaki korisnik koristi jedinsveni kod pseudoslučajne
sekvence, što rezultira pojavom šuma kod drugih korisnika.
BER povratnog linka CDMA i OFDM sistema se povećava ako veći broj
korisnika koristi istu ćeliju. Slika 9 pokazuje očekivani BER na osnovu broja
korisnika u ćeliji. Ovaj rezultat je za izolovanu ćeliju bez interferencije sa susednih
ćelija, bez uticaja višestrukih putanja, i bez kanalskog šuma. Bilo koji od ovih efekata
bi pogoršao BER. Sa slike 9 može se videti da BER postaje značajnije povećan ako je
broj korisnika veći od 8. Ovo predstavlja samo 12.5% od totalnog kapaciteta korisnika
od 64. Maksimalni broj korisnika u ćeliji se može povećati korišćenjem poboljšane
korekcije greške unapred, detekcije glasovne aktivnosti, i sektorizacije ćelije.
Za kompjuterska prenosne aplikacije kao što su bežične lokalne mreže,
učitavanje podataka je obično u burstovima. Ovo omogućuje redukciju u ciklusu
zaposlenosti svakog od korisnika koji je sličan detekciji glasovne aktivnosti. Ovo
može dovesti do ogromnog povećanja u mogućem broju korisnika jer je interferencija
sa svakog od korisnika smanjena. Međutim, to je po cenu ukupne propustljivosti
podataka svakog od korisnika.
22
Slika 9: BER u odnosu na broj korisnika u ćeliji, za povratni link kod CDMA sistema
Jasno je na osnovu rezultata dobijenih sa slike 9 da je među-korisnička
interferencija u povratnom linku slaba tačka CDMA i OFDM sistema. Intereferencija
je ta koja ograničava kapacitet ćelije na 8-12 korisnika.
4.2.1.1. Imunost na višestruke puteve
CDMA je inherentno tolerantna na širenje signala zbog kašnjenja po
višestrukim putevima jer svaki signal koji kasni više od trajanja jednog čipa postaje
nekorelisan sa pseudoslučajnim kodom koji se koristi za dekodiranje signala. Ovo
rezultira time da se višestruki putevi jednostavno pojavljuju kao šum. Ovaj šum
dovodi do povećanja u količini interferencije koju vidi svaki od korisnika koji je
izložen višestrukim putevima i samim tim do povećanja u primljenom BER.
23
Slika 10 pokazuje efekat širenja signala na povratni link CDMA sistema.
Može se videti da je BER u biti ravan za širenja signala veća od trajanja jednog čipa
(0.8µs), što je i očekivano jer reflektovani signal postaje nekorelisan.
Širenje signala usled kašnjenja po višestrukim putevima dovodi do povećanja
u ekvivalentnom broju korisnika u ćeliji kako povećava količinu interferencije koju
vidi prijemnik.
Slika 11 pokazuje kako snaga po višestrukim putevima dovodi do povećanja u
efektivnom broju korisnika u ćeliji. Simulacija je izvršena korišćenjem fiksnog broja
korisnika u CDMA linku. Signal sa višestrukih puteva koji kasni 10 semplova (da bi
se osiguralo da je nekorelisan) se onda dodaje. Otkriveno je da kako je amplituda
reflektovanog signala povećana, povećan je i nivo bitske greške BER. Ovaj BER je
upoređivan sa slikom 11 da bi se otkrio ekvivalentan broj korisnika koji uzrokuju isti
BER.
Slika 10: efekat širenja signala na povratni link CDMA sistema
24
Slika 11: povećanje interferencije na prijemniku usled širenja signala
Dodavanje višestrukih puteva signalu povećava ukupnu interferenciju u ćeliji.
Nivo ovog povećanja je proporcionalan broju korisnika u ćeliji i snazi signala sa
višestrukih puteva. Slika 12 takođe pokazuje predviđeni rezultat na osnovu povećanja
snage interferencije.
4.2.1.2. Odsecanje pikova snage
Tolerancija na distorziju kod bilo koje tehnike prenosa je veoma važna jer ona
određuje koji tip pojačavača snage se može koristiti i koliko je još potrebno dodatnog
dinamičkog dometa. Ukoliko je transmisiona tehnika tolerantana na odsecanje pikova
snage, onda ona omogućuje da signal bude odsečen. Ovo odsecanje signala smanjuje
odnos pik/RMS snaga signala tako omogućujući da snaga signala bude povećana za
predajnik iste veličine. Slika 12 pokazuje efekat odsecanja pikova snage za povratni i
direktni link kod CDMA.
25
Slika 12: efekat odsecanja pikova snage za direktni i povratni link kod CDMA
Kod povratnog linka BER počinje inicijalno velikom vrednošću usled
međukorisničke interferencije. Odsecanje pikova snage signala ima malo uticaja na
povratni link jer dodatni šum usled distorzije nije veoma visok u poređenju sa među-
korisničkom interferencijom, plus procesno pojačanje sistema umanjuje svaki dodatni
šum. Odsecanje pikova snage za povratni link će verovatno biti malo i zato što se
odsecanje može pojaviti samo usled distorzije u prijemniku bazne stanice jer je ovo
jedina tačka gde se svi signali kombinuju. Dobro dizajniran prijemnik verovatno neće
uzrokovati značajno odsecanje signala pa stoga rezultat prikazan na slici 12 nije
veoma bitan.
CDMA mobilni telefoni zahtevaju da CDMA signal prođe kroz pojasno
propusni filter pre nego što se emituje. Ovo da bi se sprečila interferencija među
susednim kanalima. Ovo pojasno propusno filtriranje menja emitovani signal od
proste binarne fazne transmisije sa konstantnom amplitudom u onu sa neprekidno
promenljivom amplitudom. Ova promenljiva amplituda zahteva linearno pojačanje, pa
je stoga podložna distorziji. Ovo znači da će se neka distorzija verovatno pojaviti i
kod svakog od mobilnih korisnika kao i na baznoj stanici.
Rezultat direktnog linka je važniji jer se značajno odsecanje emitovanog
signala može pojaviti kod predajnika bazne stanice. Rezultat direktnog linka je
26
potpuno drugačiji od povratnog linka. Tolerancija na odsecanje pikova snage kod
direktnog linka je veoma slična rezultatima dobijenim za OFDM. BER je nizak za
odsecanje pikova snage koje je manje od 10dB, iznad čega ortogonalna priroda Walsh
koda koji se koristi počinje da nestaje.
4.2.1.3. Kanalski šum
Performansa šuma kod CDMA povratnog linka je prikazana na slici 13.
Slika 13: BER u odnosu na SNR radio kanala za povratni link CDMA sistema
Ovo pokazuje da BER raste kako se SNR kanala pogoršava. Usled visokog
nivoa među-korisničke intereferencije dodavanje kanalskog šuma dovodi samo do
postepenog rasta u BER. BER svake od linija (10 korisnika, 20 korisnika, 30
korisnika) približava se otprilike istom BER na SNR od 0dB. Na 0dB uticaj šuma u
kanalu je isti kao dodavanje dodatnih 64 korisnika ćeliji, tako da razlika između 10,
20, ili 30 korisnika postaje beznačajna. BER je veoma loš za više od 10 korisnika bez
obzira na SNR u kanalu, tako čineći da se 20 ili 30 korisnika ne može koristiti.
27
Međutim, za 10 korisnika BER postaje veći od 0.01 za SNR približno 14dB, što je
maksimalni BER koji normalno može biti tolerisan za glasovne komunikacije.
4.3. Matematički model za povratni link
4.3.1. Kapacitet ćelije za CDMA sistem
Kapacitet CDMA sistema je ograničen povratnim linkom. Povratni link koristi
nekorelisane, ne-ortogonalne PN kodove, što ga ograničava interferencijom od drugih
korisnika. Svaki drugi korisnik pojavljuje se kao šum, tj kao dfodatni šum u ćeliji.
Ako inicijalno posmatramo samo jednu ćeliju, onda će šum u sistemu biti određen
brojem korisnika u ćeliji. Ako je broj korisnika N, a emitovana snaga sa svakog od
korisnika je S, primljeni signal će se sastojati od primljene snage signala za željenog
korisnika (S) i interferencije sa N-1 korisnika, tako da će odnos signal šum biti.
Pošto je šum u kanalu smanjen procesnim pojačanjem tokom demodulacije,
šum na svakom bitu podataka koji se vidi posle demodulacije biće manji. Procesno
pojačanje je odnos ukupnog propusnog opsega (W) sa bitskom brzinom informacije u
osnovnom opsegu (R). Tako je odnos primljene energije po bitu sa šumom (Eb/N0)
jednak
Ova jednačina ne uzima u obzir termalni šum. Termalni šum je jednostavno
povećao efektivnu količinu šuma. Neka je termalni šum n. Tako Eb/N0 postaje
U cilju postizanja povećanog kapaciteta, neophodno je umanjiti interferenciju
od korisnika. Ovo se može postići praćenjem glasovne aktivnosti tako da se predajnik
isključuje za vreme perioda bez glasovne aktivnosti. Ovo umanjuje efektivni nivo
interferecije smanjenjem ciklusa zaposlenosti emitovanog signala. Korišćenje
28
antenske sektorizacije takođe može umanjiti interferenciju. Ako je , na primer, ćelija
bila podeljena korišćenjem tri antene, od kojih svaka ima širinu zračenja od 120°,
onda je interferencija koju vidi svaka od antena jednaka jednoj trećini kod omni-
direkcione antene. Ako je d ciklus zaposlenosti glasovne aktivnosti, a G ćelijska
sektorizacija onda jednačina postaje
Tako da bi kapacitet jedne ćelije CDMA sistema bio
gde je
G sektorizacija antene
d glasovni ciklus zaposlenosti
Eb/N0 odnos energije po bitu sa šumom
W ukupni transmisioni opseg
R bitska brzina u osnovnom opsegu
n/S odnos primljenog termalnog šuma sa snagom signala korisnika
4.3.2. Kapacitet jedne CDMA ćelije
Ćelijski kapacitet CDMA sistema je zavistan od propusnog opsega koji se
koristi process gain-a i dozvoljenog nivoa greške.
OFDM primer je koristio propusni opseg od 1.25MHz. OFDM sistem je
mogao da rukuje sa 64 korisnika od kojih svaki na 39kb/s, ili 128 korisnika na
19.5kb/s zavisno od dodele spektra. Kod CDMA ako koristimo procesno pojačanje od
64, ovo će svakom korisniku dati kapacitet brzine podataka od 19.5kb/s, što je
uporedivo sa 128 korisnika OFDM sistema. Pošto je kapacitet CDMA sistema
zavistan od tolerancije podataka na šum, ako pretpostavimo da je Eb/N0 8dB ovo će
nam dati BER od približno 0.006 što je prihvatljivo za glasovne komunikacije. Za
CDMA link koji nema detekciju glasovne aktivnosti i nema sektorizaciju ćelije onda
se ćelijski kapacitet može izračunati korišćenjem druge jednačine na sledeći način:
G=1, d=1, Eb/N0=8dB=6.31, W=1.25MHz, R=19.5kHz i n/S=0
29
Pretpostavka je da nema termalnog šuma
Iz jednačine 2 sledi
Ovo daje spektralnu efikasnost od samo:
Ovaj rezltat je prilično slab jer je kapacitet ćelije više od 10 puta manji nego
kod OFDM. Međutim efikasnost CDMA može se popraviti korišćenjem glasovne
detekcije kako bi se smanjio ciklus zaposlenosti svakog od korisnika, kao i
korišćenjem sektorizacije ćelije. Ipak opažamo da se detekcija glasovne aktivnosti
može koristiti ža glasovnu komunikaciju a ne za prenos podataka uopšte. Stoga sve
što ona efektivno čini je smanjenje propusne moći podataka dozvoljene za svakog od
korisnika.
Primenom i detekcije ciklusa glasovne zaposlenosti i ćelijske sektorizacije
efektivni kapacitet se povećava. Ako pretpostavimo da je ćelija podeljena na tri dela
onda je idealni ćelijski faktor sektorizacije 3. međutim bočni listovi antena koje se
koriste će ovo uvek umanjiti, tako umanjujući faktor na otprilike 2.55.
Korišćenjem G+2.55, d+0.4 (40%), kapacitet ćelije je:
Spektralna efikasnost je tada
Ovo je još uvek polovina kapaciteta OFDM sistema, i dobija se po cenu
smanjenja ukupne propustljivosti podataka. Tabela 2 pokazuje kako se kapacitet
CDMA sistema menja zavisno od toga koliki je dozvoljeni BER. Ovo se razlikuje od
OFDM jer je BER idealno 0 za 120 korisnika kao u primeru.
30
Eb/N0
(dB)Očekivani BER
Maksimalni broj korisnika po ćeliji (bez glasovne detekcije i sektorisanja ćelija)
Spektralna efikasnost (bits/Hz)
Maksimalni broj korisnika po ćeliji (sa glasovnom detekcijom i sektorisanjem ćelija)
Spektralna efikasnost (bits/Hz)
6 0.023007 17.1 0.267 103.6 1.628 0.006004 11.1 0.173 65.7 1.0310 0.000783 7.4 0.116 41.8 0.6512 3.43E-05 5.0 0.078 26.5 0.41
Tabela 2: predviđeni kapacitet ćelija za jednu CDMA ćeliju, za process gain od 64, zavisno od tolerisanog Eb/N0
4.3.3. Kapacitet CDMA i OFDM sa više ćelija
Kod svakog ćelijskog sistema, interferencija sa susednih ćelija umanjuje
ukupni kapacitet svake od ćelija. Za konvencionalne FDMA i TDMA sisteme, svaka
ćelija mora da ima različitu operacionu frekvenciju od svojih neposredno susednih
ćelija. Ovo je da bi se smanjila količina interferencije na prihvatljiv nivo. Višestruko
korišćenje frekvencija se odvija po obrascu, sa razmakom između ćelija koje koriste
istu frekvenciju što određuje faktor ponovnog korišćenja frekvencije. Zahtevani faktor
ponovnog korišćenja frekvencije zavisi od tolerancije transmisionog sistema na
interferenciju. Analogni sistemi obično zahtevaju odnos nosilac frekvencija (C/I) da
bude veći od 18dB, što zahteva faktor ponovnog korišćenja od 1/7 (slika 39(b)).
Većina digitalnih sistema zahteva C/I od samo 12dB, omogućujući faktor ponovnog
korišćenja od 1/3-1/4. CDMA međutim koristi istu frekvenciju u svim ćelijama, tako
idealno omogućujući faktor ponovnog korišćenja jednak 1.
31
Slika 14: obrazac višestrukog korišćenja frekvencija za (a) 3 frekvencije (digitalni sistemi), (b) 7 frekvencija (analogni sistemi), (c) CDMA
U praksi, efikasnost ponovnog korišćenja frekvencije kod CDMA je nešto
malo ispod 1, jer susedne ćelije uzrokuju interferenciju, tako umanjujući kapacitet
korisnika kod oba sistema. Faktor ponovnog korišćenja frekvencije za CDMA sistem
je oko 0.65. slika 40 pokazuje interferenciju sa susednih ćelija. Primećuje se da je
većina susedne interferencije potiče od neposrednih suseda ćelije.
Slika 15: doprinosi interferencije sa susednih ćelija kod CDMA sistema
Ćelijski kapacitet kod višećelijskog CDMA sistema jednak je kapacitetu jedne
ćelije umanjenom za faktor ponovnog korišćenja frekvencije. Tabela 3 pokazuje
efekat ovoga na CDMA kapacitet. Kapacitet ćelije za CDMA ja veoma nizak ako se
koriste detekcija glasovne aktivnosti i sektorisanje ćelija. Čist CDMA sistem može da
ima samo negde između 5-12 korisnika po ćeliji na 1.25MHz. Korišćenje sektorisanja
ćelija i detekcije glasovne aktivnosti omogućuje povećanje kapaciteta i do 6.4 puta do
negde između 30-70 korisnika po ćeliji na 1.25MHz.
OFDM bi zahtevao korišćenje obrazca višestrukog iskorišćenja frekvencija u
višećelijskom okruženju, kako bi se smanjio nivo među-ćelijske interferencije.
32
Zahtevani C/I bi morao da bude veći od 12dB. Ovo se može dobiti sa faktorom
ponovnog korišćenja frekvencije od 3. ovo bi lako moglo da se postigne jer bi se
sektorisanje ćelija takođe moglo koristiti da se smanji nivo interferencije. Ovo bi
rezultiralo u kapacitetu ćelije za OFDM sistem od otprilike 128/3=42.7 korisnika po
ćeliji na 1.25MHz u višećelijskom okruženju. Ovo odgovara istom kapacitetu
korisnika kao CDMA za Eb/N0 od 8dB i korišćenje sektorisanja ćelije i glasovne
detekcije.
Eb/N0 (dB) Očekivani BER Maksimalni broj korisnika po ćeliji (bez glasovne detekcije i sektorisanja ćelija)
Maksimalni broj korisnika po ćeliji (sa glasovnom detekcijom i sektorisanjem ćelija)
6 0.023007 11.1 67.38 0.006004 7.2 42.710 0.000783 4.8 27.212 3.43E-05 3.3 17.2
Tabela 3: predviđeni kapacitet ćelije za CDMA ćeliju u višećelijskom okruženju, za process gain od 64
33
5 . Zaključak
Trenutni status u istraživanjima je da se OFDM pokazuje kao zgodna tehnika
za modulacionu tehniku u bežičnim telekomunikacijama visokih performansi. Rad
OFDM linka je potvrđen korišćenjem kompjuterskih simulacija, i nekih praktičnih
testova koji su vršeni na maloj širini opsega kod signala u osnovnom opsegu. Do sada
su testirani samo glavni kriterijumi performansi, kao što su tolerancija OFDM na
širenje signala usled višestrukih puteva, kanalski šum, odsecanje pikova snage i
greške kod vremena starta. Nekoliko drugih bitnih faktora koji utiču na performanse
OFDM su samo delimično mereni. Ovo uključuje i efekat greške frekvencijske
stabilnosti na OFDM i efekti impulsnog šuma.
Utvrđeno je da OFDM funkcioniše veoma dobro u poređenju sa CDMA,
nadmašujući CDMA u mnogim oblastima i što se tiče pojedinačnih ćelija i u
višećelijskom okruženju. OFDM omogućuje i do 2-10 puta više korisnika nego
CDMA kod pojedinačne ćelije i od 0.7-4 puta više korisnika u višećelijskom
okruženju. Razlika u kapacitetu korisnika između OFDM i CDMA zavisi od toga da li
je korišćeno sektorisanje ćelija i detekcija glasovne aktivnosti.
Utvrđeno je da CDMA dobro funkcioniše samo u višećelijskom okruženju gde
se u svim ćelijama koristi jedna frekvencija. Ovo povećava komparativne performanse
u odnosu na druge sisteme koji zahtevaju ćelijski obrazac za frekvencije kako bi se
smanjila među-ćelijska interferencija.
Jedna bitna velika oblast koja nije istražena su problemi koji se mogu javiti
kada se OFDM koristi u okruženju sa više korisnika. Moguć problem je da prijemnik
može da zahteva veoma veliki dinamički opseg u cilju rešenja velikih varijacija u
snazi signala između korisnika.
Ovaj rad se koncentrisao na OFDM, međutim većina praktičnih sistema bi
koristila korekciju greške unapred za poboljšanje performansi sistema. Stoga je
potrebno još puno toga uraditi na proučavanju šema za korekciju greške unapred koje
bi bile pogodne za telefonske aplikacije i prenos podataka.
Nekoliko modulacionih tehnika za OFDM je ispitivano u ovom radu
uključujući BPSK, QPSK, i 16PSK, međutim potencijalni dobitak u performansama
34
sistema moguć je dinamičkim izborom modulacione tehnike na osnovu tipa podataka
koji se prenosi. Više rada moglo bi se posvetiti istraživanju pogodnih tehnika da se
ovo uradi.
Od OFDM se očekuje da bude pogodna modulaciona tehnika za bežične
komunikacije visokog kapaciteta i postaće još značajnija u budućnosti kako se sve
više oslanjamo na bežične mreže.
35
6. Literatura
[1] Eric Lawrey : „ The suitability of OFDM as a modulation technique for wireless
telecommunications, with a CDMA comparison“, 2nd Edition, 2001.
[2] W. Pam Siriwongpairat, K. J. Ray Liu : „Ultra-Wideband Communications
System“, 2007.
36