Orthogonal frequency-division multiplexing OFDM


Orthogonal frequency-division multiplexing  OFDM

إحدي التقنيات المستخدمة في الشبكات اللاسلكية تم اختراعها في 1960 و استخدامها في 1970 و وصفت في البداية  بتقنية  multicarrier و ذلك للتفرقة بينها و بين التقنيات الأخري  حيث أن  فكرة هذه التقنية في أن تقوم بتقسيم الإشارات الي نطاقات ترددية صغيرة يتم تحميلهم علي حامل فرعي sub carrier  ثم ارسالهم بالتوازي علي قناة تم تقسيمها ايضا الي قنوات صغيرة sub channel 

 و هذا الأمر يجعل المدي الترددي كبير مما يمكننا من ارسال كم كبير من البيانات في نفس الوقت كذلك يمنع من وجود ظاهرة multipath  و التي تعاني منها أنظمة الإتصالات  ذات التردد المنخفض و التي ترسل الإشارة علي أكثر من قناة مما يعرض بعض الإشارات للوصول قبل الأخري مما يؤثر علي الجودة النهائية للنظام و هذا يفسر أحيانا وصول الصوت قبل الصورة في الأنظمة التليفزيونية  لأن كلا منهما يتم ارساله علي قناة مختلفة  و هذا أمر شائع فقط في الأنظمة التي تستخدم ترددات ليست كبيرة

و تعاني الإشارات من هذه الظاهرة عن تعرضها لكثير من العوائق التي تعرض الإشارة للإمتصاص absorbation أو الخمول  damping أو الإنعكاس  reflect أو الإنكسار refract

[1.jpg]

و لهذا فإن تقسيم الإشارات  و تضمين كل قسم بواسطة sub-carrier  ثم ارسالهم علي قناة واحدة تم تقسيمها يضا الي قنوات يضمن وصول الإشارة في وقت واحد و كذلك فإن هذه العملية تمنع أو تقلل من ظاهرة فقدان بعض من الإشارة حيث أنه لو تم ضياع أو تشتت لبعض من الإشارات المقسمة فإن المستقبل يستطيع ان يكتشف الجزء المفقود بالمقارنة مع الإشارات الأخري لأنه تم تقسيمهم بشكل بشكل متسلسل يضمن عدم ضياع ماهية أحدهم

[2.jpg]

و علي عكس النسخة الأم من OFDM  و هي FDM  يتم اختيار طور sub-carrier  بشكل متعامد Orthogonal  مما  يعني أنه لا حاجة الي وجود نطاقات guards   بين القنوات الفرعية sub-channels   للحماية من التداخل   لن يحدث تداخل cross-talk بين  هذه القنوات الفرعية sub-channel  و هذا مفيد أيضا في تبسيط تصميم المرسل و تبسيط تصميم المستقبل الذي لن يحتاج سوي مرشح واحد فقط filter  للكشف عن الإشارة  كاملة علي عكس FDM  العادية

[Scfdma_Ofdm.jpg]

و حيث أن الإشارات المستخدمة في هذه التقنية هي اشارات رقمية فإنه لابد من استخدام تقنيات التضمين الرقمي قبل أن يتم التعامل مع الإاشارة بهذه التقمية و قد تم استخدام تقنيات تضمين   phase-shift keying  BPSK , quadrature phase-shift keying  QPSK , quadrature amplitude modulation  QAM  و هو المتبع أيضا  في الشبكات اللاسلكية

رغم أنها ليست من تقنيات Spread Spectrum  الا أنها لاقت رواجا كبيرا حيث تم اعتمادها في معيار الشبكات اللاسلكية  IEEE 802.11 g و ذلك لما تعطيه من معدل تدفق بيانات يبلغ 54 ميجا بت لكل ثانية و تم استخدام هذه التقنية علي نطاق واسع في الإتصالات الرقمية  السلكية مثل ADSL و VDSL و DVB-C digital cable TV standard و Power line communication (PLC)و (power lines, phone lines and coaxial cables) و TrailBlazer telephone line modems و Multimedia over Coax Alliance (MoCA) home networking

 و كذلك الإتصالات اللاسلكية مثل  الواي فاي IEEE 802.11a, g, n    و  الشبكات الشخصية  personal area network (PAN) ultra-wideband (UWB) IEEE 802.15.3a  و الشبكات اللاسلكية اكبيرة مثل IEEE 802.16e Mobile-WiMAX و  mobile broadband wireless access (MBWA) standard IEEE 802.20. و كذلك   أنظمة الراديو الرقمية DAB/EUREKA 147, DAB+, Digital Radio Mondiale, HD Radio, T-DMB and ISDB-TSB  و أنظمة الهواتف المحمولة 4G and pre-4G cellular networks

بشكل عملي  يستخدم OFDM  في IEEE 802.11g , a   و ذلك بتقسيم  القناة ذات المدي الترددي 20 ميجا هرتز الي  52 قناة فرعية  بعرض 300 كيلوهرتز لكل منها  و علي الرغم من قلة مدي التدفق لكل قناة فرعية الا انه عند ارسالهم سويا بشكل متوازي ينتج  التدفق الترددي العالي high data rate

 يجدر ان نعلم أنه  لا يتم استخدام OFDM  في IEEE 802.11b  بل نستخدم  تقنية  DSSS  و كلاهما ينتميان الي تقنية Multiplexing  التي تلي تقنية التضمين modulation  في مرحلة الإارسال  و يسبقهم جميعا مرحلة encoding  و سنشرح الفرق بينهم بشل مختصر لإيزال الإلتباس بين هذه التقنيات

نادر المنسي

About these ads
By نادر المنسي Posted in Wireless

One comment on “Orthogonal frequency-division multiplexing OFDM

  1. مشكور اخ نادر انا مشروعي الفصلي حاليا هو تقديم محاكاة لهذه التقنية عن طريق برنامج فجول سيموليشن
    اشكرك على طموحك للرقي بالمحتوى العربي للتكنولوجيا
    وهي احد غالياتي الي بتمنى الله يساعدني واعملها
    وشكرا

أضف تعليق

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. تسجيل خروج   / تغيير )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s