OFDM

Orthogonal Frequency Division
Multiplexing

1

1.

Introducci´n
o

La historia de OFDM data de los a˜os 60 cuando Chang [1] public´ su art´
n
o
ıculo so´
bre la s´
ıntesis de transmisi´n multicanal de se˜ales limitadas en banda. El present´ el
o
n
o
principio de la transmisi´n de mensajes simult´neamente a trav´s de un canal lineal
o
a
e
limitado en banda sin interferenciaintercanal (ICI) ni intersimb´lica (ISI).
o
Un mayor empuje a OFDM fue presentado en 1971 por Weinstein y Ebert [3], quienes usaron la transformada discreta de Fourier (DFT) para realizar la modulaci´n y
o
demodulaci´n en banda base. Este trabajo no se centr´ en perfeccionar los canales
o
o
individualmente, pero aument´ la eficiencia de procesamiento al eliminar los bancos
o
deosciladores de las subportadoras. Para combatir la ISI y la ICI ellos usaron un
espacio de guarda entre los s´
ımbolos 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 contribuci´n fue realizada por Peled [2] y Ruiz en 1980, quienes
ointrodujeron el prefijo c´
ıclico (CP) o extensi´n c´
o ıclica, solucionando el problema de la
ortogonalidad. En lugar de usar un espacio de guarda vac´ ellos llenaron el espacio
ıo,
de guarda con una extensi´n c´
o ıclica del s´
ımbolo OFDM.

1.1.

Concepto y caracter´
ısticas

La sigla OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) se refiere al multiplexado por divisi´n de frecuenciaortogonal. El cl´sico sistema FDM (Frequency
o
a
Division Multiplexing) utilizado extensivamente en m´ltiples aplicaciones como teu
lefon´ FDM, TV, FM est´reo multiplex, etc., es una extensi´n del concepto de
ıa
e
o
portadora unica al utilizar dentro del mismo canal varias subportadoras. Este siste´
ma requiere bandas de guarda para separar los diversos tipos de informaci´n y no
o
requiereque los anchos de banda de cada tipo sean los mismos: conviven distintos
anchos de banda para cada informaci´n del multiplex. La OFDM no exige bandas
o
de guarda entre subportadoras bas´ndose en el principio de ortogonalidad.
a
Es un m´todo de modulaci´n donde el espectro asociado a cada dato es una
e
o
`
pequeOa porci´n del ancho de banda total, el cual se divide en N subcanales. Cada
osubcanal se modula con un s´
ımbolo y se multiplexa en frecuencia. A fin de evitar
un gran n´mero de moduladores y filtros en el transmisor, as´ mismo como filtros
u
ı
complementarios y demoduladores en el receptor, se utiliza modernas t´cnicas de
e
procesamiento digital de se˜ales tal como la transformada r´pida de Fourier. Para
n
a
generar OFDM se deben tener en cuenta varios par´metroscomo son: el n´mero de
a
u
subportadoras, el esquema de modulaci´n y el intervalo de guarda a utilizar. En la
o

2

Figura 1 podemos observar las notables diferencias existente entre los espectros de
una transmisi´n usando una t´cnica multiportadora convencional y el caso en el que
o
e
se utiliza una modulaci´n con portadoras ortogonales:
o

Figura1. Multiportadora convencionalfrente a portadoras ortogonales

El n´mero de subportadoras N se determina bas´ndose en el ancho de banda del
u
a
canal, la velocidad de los datos y la duraci´n de s´
o
ımbolo util. Las portadoras est´n
´
a
separadas por el inverso de la duraci´n del s´
o
ımbolo util . El n´mero de portadoras
´
u
corresponde al n´mero de puntos complejos que son procesados por la FFT. Se
u
puedenutilizar subportadoras del rango de varias miles, as´ como ajustar la velocidad
ı
de datos y el intervalo de guarda dependiendo de la aplicaci´n.
o
El diagrama de bloques de un sistema OFDM se muestra en la Figura 2.

3

Figura 2. Configuraci´n del sistema OFDM
o

La se˜al de entrada de un sistema OFDM es una trama serial de datos (codifican
dos o sin codificar). Estos datos pasan a un...