2 Sistemas OFDM

2 Sistemas OFDM
2.1 Introducción a OFDM
La historia de OFDM data de los años 60 cuando Chang publicó su artículo sobre
la síntesis de transmisión multicanal de señales limitadas en banda. Él presentó el
principio de la transmisión de mensajes simultáneamente a través de un canal lineal
limitado en banda sin interferencia intercanal (ICI) ni íntersimbólica (ISI). Poco después
de Chang se presentael artículo, realización Saltzberg un análisis del funcionamiento,
donde se concluye que “la estrategia de diseño para un eficiente sistema paralelo debe
centrarse mas en la reducción de interferencia entre canales adyacentes que en
perfeccionar los canales individuales en si mismos, desde que la distorsión debida a la
interferencia tienda a dominar”. Esta es una conclusión importante, la cual haayudado a
corregir el procesamiento en banda base digital pocos años después.
Un mayor empuje a OFDM fue presentado en 1971 por Weinstein y Ebert,
quienes usaron la transformada discreta de Fourier (DFT) para realizar la modulación y
demodulación en banda base. Este trabajo no se centró en perfeccionar los canales
individualmente, pero aumento la eficiencia de procesamiento al eliminar los bancosde
osciladores de las subportadoras. Para combatir la ISI y la ICI ellos usaron un espacio
de guarda entre los símbolos y cosenos-alzados enventanados en el dominio del tiempo.
El sistema no obtuvo una ortogonalidad perfecta entre subportadoras sobre un canal
dispersivo pero fue un un mayor avance para OFDM.
Otra importante contribución fue realizada por Peled y Ruiz en 1980, quienes
introdujeronel prefijo cíclico (CP) o extensión cíclica, solucionando el problema de la
ortogonalidad. En lugar de usar un espacio de guarda vacío, ellos llenaron el espacio de
guarda con una extensión cíclica del símbolo OFDM.
Este efecto simula un canal que realiza la convolución cíclica, lo que implica
ortogonalidad sobre canales dispersivos cuando el CP es más largo que la respuesta
impulsiva del canal.Esto introduce una pérdida de energía proporcional a la longitud
del CP pero esta perdida de energía está motivada por la anulación de la ICI.
Los sistemas OFDM son usualmente realizados con pulsos rectangulares pero
recientemente se ha incrementado el interés por los pulsos shaping. Al usar pulsos que
no son rectangulares, el espectro puede ser formado para estar más localizado en
frecuencia locual es beneficioso desde el punto de vista de la interferencia.
OFDM se usa corrientemente en la banda de audio digital europea, European
digital audio broadcasting (DAB) Standard. Varios sistemas DAB propuestos en norte

América están basados en OFDM y su aplicación a la televisión digital es ya una
realidad. OFDM en combinación con técnicas de acceso múltiple son objeto de
investigación. OFDM,bajo el sinónimo de DMT, ha atraído también mucho la atención
como una eficiente tecnología para transmisión a alta velocidad sobre la red telefónica
(ADSL y XDSL).

2.1.1 Modelos de sistemas.
La idea básica de OFDM es dividir el rango del espectro disponible en varios
subcanales (subpotadoras). Usando canales de banda estrecha, estos experimenten casi
un desvanecimiento plano, haciendo laecualización mucho más simple. Para obtener
una mayor eficiencia espectral la respuesta en frecuencia de los subcanales son
solapadas y ortogonales, de ahí el nombre de OFDM. Esta ortogonalidad puede ser
completamente mantenida, aun cuando la señal pase a través del canal dipersivo en el
tiempo, introduciendo un prefijo cíclico. Existen varias versiones de OFDM pero
nosotros nos centraremos en sistemasque usan un prefijo cíclico. El prefijo cíclico es
una copia de la última parte del símbolo OFDM (figura 2.1).

Figura 2.1: Uso del prefijo cíclico para conservar la ortogonalidad.
Esto hace que la señal transmitida sea periódica, lo cual juega un papel decisivo
para evitar la interferencia intersímbolica y entre portadoras. El prefijo cíclico introduce
una pérdida en la razón señal-ruido (SNR)...