OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplex

OFDM ist ein Vielträgerverfahren, in dem es den Datenstrom innerhalb des verfügbaren Frequenzbereichs auf eine Vielzahl von schmalen Frequenzträgern aufteilt. Dazu wird der serielle Datenstrom in mehrere parallele Datenströme aufgeteilt. Die einzelnen Datenströme werden den einzelnen Frequenzträgern zugeteilt. Die einzelnen Frequenzträger werden wiederum auf herkömmliche Weise moduliert. Zum Beispiel mit QAM.
Wegen der Schmalbandigkeit der einzelnen Träger, kann man davon ausgehen, dass der Phasenverlauf und das Dämpfungsverhalten in den Träger (Subbändern) weitgehend gleich bleibt. Dadurch entfällt eine aufwendige Kanalentzerrung.
Kommt es innerhalb des Frequenzspektrums zu Störungen, dann ist nicht der gesamte Datenstrom betroffen, sondern nur ein einzelner Träger. Insbesondere bei schmalbandigen Störungen wird nur ein Teil der Träger beeinflusst. Im Vergleich zu einem Einträgerverfahren müssen im Störungsfall weniger Daten wiederholt übertragen werden.
Auf Grund der vielen Subträger kann man auch auf einzelne Subträger verzichten, wenn Sie aus irgendwelchen Gründen beeinträchtigt sind oder ausfallen. Zusätzlich kann man mit Fehlerkorrekturverfahren dem bis zu einem gewissen Grad entgegenwirken. OFDM zeichnet sich deshalb als äußerst robust aus.

Beispieldiagramm OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplex
Damit sich die dicht gepackten Subträger wegen der spektralen Überlappung nicht gegenseitig beeinflussen können, liegt die Mittenfrequenz der einzelnen Träger exakt im Nulldurchgang der Nachbarträger. Das minimiert Übersprechen und man kann auf Schutzabstände verzichten. Auf diese Weise wird das verfügbare Frequenzspektrum optimal ausgenutzt. Mit Equalizern und Korrekturfunktionen lässt sich bei OFDM sogar eine festgelegte Übertragungsrate sicherstellen.
Das Signal wird für jeden einzelnen Träger mit der Inverse Fast-Fourier-Transformation (IFFT) erzeugt. Bei diesem Verfahren steigt der Berechnungsaufwand mit der Anzahl der Subträger. Doch diese fest programmierten Funktionen lassen sich leicht in die Hardware implementieren. Das ist einfacher, als wenn man für jeden Datenstrom einen eigenen Signalgenerator in die Hardware baut.

COFDM - Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing

OFDM in Kombination mit FEC (Forward Error Correction) ist COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Dieses Verfahren kann aus den gestörten Eingangssignalen die fehlerhaften Daten rekonstruieren, gestörte Frequenzbereiche ausblenden und je nach Übertragungsqualität, die Subträger unterschiedlich modulieren.

FDM - Frequency Division Multiplex

Um die Datenrate zu erhöhen, sendet man mehrere Symbole gleichzeitig auf verschiedenen Trägerfrequenzen (FDM). Signale mit längerer Dauer brauchen eine geringere Bandbreite. Die Datenrate wird erhöht und die Unempfindlichkeit gegenüber Mehrwegeausbreitung verbessert.

OFDMA - Orthogonal Frequency Division Multiplex Access

Beim Zugriffsverfahren, OFDMA genannt, werden den Subträgern unterschiedliche Nutzer zugewiesen. In einem Funksystem können sich damit mehrere Teilnehmer eine Basisstation teilen.

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