Date post: | 05-Feb-2016 |
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Ofdm / ofdma
Ing. J. Federico Aguirre
Ing. Julian A. Durigutti
2
Efecto Multi-camino
r(t) = 0 s(t-0) + 1 s(t-1) + 2 s(t-2) + 3 s(t-3)
3
EFECTO MULTI-CAMINO … CONTINUACIÓN
r(t) = 0 s(t-0) + 1 s(t-1) + 2 s(t-2) + 3 s(t-3)
channelInput (Tx signal)
Output(Rx signal)
ImpulseResponse h(t)
3 - 0
time
3
0
freq.
Frequency Response H(f)
Selectividad en Frecuencia
CARACTERIZACIÓN DEL CANAL
Doppler spread
Tiempo de coherencia: se define como el intervalo de tiempo sobre el cual la respuesta del canal se mantiene invariante
PARÁMETROS IMPORTANTESDelay spread
Ancho de banda de coherencia
• Describe cuan rápido cambia el canal con la frecuencia
ME SIRVE PARA SABER CUAN SELECTIVO EN FRECUENCIA ES EL CANAL
CLASIFICACIÓNDependiendo de la relación con el periodo de señalizacion Ts y el ancho de banda de transmisión BsBs se pueden clasificar los canales
Bc>Bs Bc<Bs
Tc>Ts
Frequency non-selective fading
Frequency-selective fading
Tc<Ts
Time-selective fading
Frecuency and time selective fading
Canal selectivo o no selectivo en frecuencia ?
Bc
Bc
Bs
Bs
Motivación
MOTIVACIÓN: OFDM
ESQUEMA BÁSICO DE OFDM
Solapamiento de Subcanales OFDM
Implementación con la Transformada de Fourier Discreta (DFT)
Prefijo Cíclico
Formas de onda en un transmisor OFDM
0 10 20 30 40 50 600.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
muestras
|x[n
]|
Señal dominio tiempo
Valor medio
Valor pico
0 50 100 150 200 250-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
frecuencia
PS
D(x
)
Impacto en el consumo de energía
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Comparing Complexity of TDMA, DS-CDMA, & OFDM Transceivers
Timing Sync.
Freq. Sync.
Timing Tracking
Freq. Tracking
ChannelEqualisation
Analog Front-end(AGC, PA, VCO, etc)
TDMA OFDM
Very elegant, requiringno extra overhead
CDMA
Easy, but requiresoverhead (sync.) bits
Difficult, and requiressync. channel (code)
Easy, but requiresoverhead (sync.) bits
More difficult than TDMAGross Sync. Easy
Fine Sync. is Difficult
Modest Complexity Usually not requiredwithin a burst/packet
Requires CPE Tones(additional overhead)
RAKE Combining in CDMA usually more complex than
equalisation in TDMA
Modest Complexity(using dedicated correlator)
Easy, decision-directedtechniques can be used
Frequency DomainEqualisation is very easy
Complexity or cost is very high (PA back-off
is necessary)
Very simple(especially for CPM signals)
Complexity is high inAsynchronous W-CDMA
Modest to High Complexity(depending on bit-rate and
extent of delay-spread)
Fairly Complex(power control loop)
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Comparing Performance of TDMA, DS-CDMA, & OFDM Transceivers
Fade Margin(for mobile apps.)
Range
Re-use & Capacity
FEC Requirements
Variable Bit-rateSupport
Spectral Efficiency
TDMA OFDM
Required for mobileapplications
CDMA
Required for mobileapplications
Modest requirement
Range increase by reducing allowed noise rise (capacity)
Difficult to support large cells (PA , AGC limitations)
Modest Re-use planning iscrucial here
FEC is vital even forfixed wireless access
FEC is usually inherent (to increase code decorrelation)
FEC optional for voice
Powerful methodsto support VBR
(for fixed access)
Very High(& Higher Peak Bit-rates)
Modest
high
Low to modest support
Poor to Low
Very elegant methodsto support VBR & VAD
Very easy to increasecell sizes
OFDM-FDMA (OFDMA)Cada terminal ocupa un
subset de sub-portadoras.
Cada Subset es conocido como Canal OFDMA de trafico.
Cada canal de trafico se asigna a un usuario por un intervalo de tiempo.
user1
user2
user3
user4
OFDMACanalización
OFDMA
OFDMA - ASIGNACIÓN
Ventajas de OFDMA
Multi-user Diversity
• Buen rendimiento frente a canales con fading selectivo.
• Buena combinación con técnicas de modulación adaptivas.
• Permite utilizar un Factor de Reuso de frecuencia =1.
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Ventajas de OFDMA
Simplicidad en Receptor
• Elimina problemas de intra-cell interference pudiendo utilizar un factor de reúso de 1.
• Elimina problemas de canales de fading selectivos.
• Solo se requiere procesadores FFT
Bit Error Rate mejora para entornos con multi-camino.
Desventajas de OFDMA
Peak to average power ratio (PAPR) avg
P
txPAPR
2
)(
The large amplitude variation increases in-band noise and increases the BER when the signal has to go through amplifier nonlinearities.
Desventajas de OFDMA
Sincronización
• Para la demodulación (CFO, FFT)
Co-channel interference
• El negociado entre BS es mucho mas complejo en OFDMA que en CDMA.
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