18
Orthogonal frequency division multiplex

OFDM

Embed Size (px)

DESCRIPTION

OFDM. Orthogonal frequency division multiplex. ความเป็นมา OFDM. OFDM เป็นมาตรฐานทางเทคนิคที่แตกแขนงออกมาจากเทคโนโลยี Spread Spectrum มีการรับส่งข้อมูลแบบมอดูเลตที่ใช้สัญญาณพาหะหลายสัญญาณ ( Multi-carrier modulation: MCM ) - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: OFDM

Orthogonal frequency division multiplex

Page 2: OFDM

ความเป็�นมา OFDMOFDM เป็�นมาตรฐานทางเทคน คท��แตกแขนงออกมาจาก

เทคโนโลยี� Spread Spectrumม�การร�บส่�งข�อม�ลแบบมอดู�เลตท��ใช้�ส่�ญญาณพาหะหลายี

ส่�ญญาณ (Multi-carrier modulation: MCM) MCM เป็�นเทคน คท��ท'าให�ช้�องส่(�อส่ารถู�กแบ�งออกเป็�นยี�อยีๆ

โดูยีแต�ล�ะส่�วนจะเป็�นช้�องท��เป็�นอ ส่ระจากก�นพ.ศ .2508 OFDM ถู�กน'าไป็ป็ระยี.กต/ใช้�ในก จการส่(�อส่ารทาง

ทหาร ดู�านระบบส่(�อส่ารผ่�านความถู��ส่�ง เช้�น ระบบ KINEPLEX ของบร ษั�ทว ทยี.คอลล นส่/

Page 3: OFDM

ความหมายของ MCM (Multi-carrier modulation)เป็�นหล�กการของการส่�งข�อม�ลดู จ ตอลท'าการแบ�งข�อม�ลท�2งหมดู เป็�นจ'านวนข�อม�ลขนาดูใหญ�ท��ขนาน

ก�นแต�ละกล.�มม�การส่�งผ่�านข�อม�ลดู�วยีความเร3วต'�า การส่�งข�อม�ลไป็แบบขนาน โดูยีน'ากล.�มข�อม�ลแต�ละกล.�มมามอ

เลต ก�บส่�ญญาณพาหะยี�อยีจะท'าให�ม�การส่�งข�อม�ลไดู�มากข42น ยี �งเพ �มจ'านวนส่�ญญาณพาหะยี�อยีมากข42นเท�าไหร� ยี �งส่�งข�อม�ล

ไดู�มากข42น และม�การลดูทอนส่�ญญาณน�อยีลง

Page 4: OFDM

ความหมายของ OFDMOFDM ยี�อมาจาก Orthogonal Frequency Division

Multiplex เป็�นร�ป็แบบของ MCM ส่ม�ยีใหม�เป็�นเทคน คการมอดู�เลช้��นแบบหลายีคล(�นพาห/ (Multiple

Carrier Modulation) ซึ่4�งเป็�นร�ป็แบบของการส่(�อส่ารแบบขนาน

OFDM เป็�นเทคโนโลยี�การเข�ารห�ส่ในช้�2น Physical Layer ส่'าหร�บถู�ายีทอดู ส่�ญญาณผ่�านทางคล(�นว ทยี.

OFDM ส่ร�างข42นมาเพ(�อใช้�งานส่'าหร�บระบบส่(�อส่ารไร�ส่ายีแบบเคล(�อนท��แบนดู/กว�าง (Broad band) ม�อ�ตราการส่�งข�อม�ลส่�งๆ

Page 5: OFDM

ความตั้��งฉากซึ่��งก�นและก�น ใน OFDMต�2งฉากซึ่4�งก�นและก�น (Orthogonality) ค(อ การเก��ยีวข�อง“

ก�นเป็�นม.มฉากหร(อม�ส่�วนป็ระกอบเป็�นม.มฉาก” ใน OFDM ความต�2งฉากซึ่4�งก�นและก�นเป็�นการน'าเอาส่�ญญาณ

พ�ลล/มาท'าเป็�นส่�ญญาณพาหะส่เป็คตร�มของส่�ญญาณพาหะแต�ละต�วม�ค�าส่�ญญาณเป็�นศ�นยี/

ท��กลางแถูบความถู��ของแต�ละส่�ญญาณพาหะในระบบส่�ญญาณพาหะยี�อยีส่ามารถูแยีกออกจากล.�มโดูยีป็ราศจาก

การส่อดูแทรกหร(อรบกวนจากส่�ญญาณพาหะยี�อยีอ(�นๆ ส่�ญญาณพาหะยี�อยีส่ามารถูจ�ดูวางไว�ใกล�มากท��ส่.ดูท��จะท'าไดู�ใน

ทางทฤษัฎี�

Page 6: OFDM

หล�กการทำ�างานของระบบ OFDMOFDM เป็�นเทคน คการม�ลต เพล3กซึ่/โดูยีการแบ�งความถู��การส่�งส่�ญญาณดู จ ตอลความเร3วส่�ง

การส่�งส่�ญญาณ จะถู�กแบ�งออกเป็�นกล.�มข�อม�ลท��ความเร3วต'�าลง จ'านวนส่ บหร(อร�อยีกล.�ม

กล.�มข�อม�ลยี�อยีท�ม�ความเร3วต'�ากว�า จะถู�กน'าไป็มอดู�เลตก�บส่�ญญาณพาหะยี�อยีท�2งหมดูส่�งขนาดูก�นออกไป็

QAM, 16QAM หร(อ 64QAM ค(อ ร�ป็แบบในการมอดู�เลตส่�ญญาณพาหะยี�อยีท��น ยีมท��วไป็

ใน OFDM กล.�มของข�อม�ลจะถู�กแป็ลงให�อยี��ในร�ป็ขนานก�น โดูยีการมอดู�เลตก�บส่�ญญาณพาหะยี�อยี

FFT หร(อการแป็ลงกล�บฟาส่ท/ฟ�เร�ยีร/

Page 7: OFDM

หล�กการทำ�างานของระบบ OFDM

ร�ป็ท�� 1 แส่ดูงบล3อกไดูอะแกรมต�วส่�ง OFDM

Page 8: OFDM

หล�กการทำ�างานของระบบ OFDM

ร�ป็ท�� 2 แส่ดูง บล3อกไดูอะแกรมร�บ OFDM

Page 9: OFDM

การแป็ลงฟู เร!ยร"และการแป็ลงกล�บฟู เร!ยร" เพ(�อแยีกส่�ญญาณออกเป็�นส่�วนป็ระกอบ ทางความถู��ของ

ส่�ญญาณเป็�นเทคน คทางคณ ตศาส่ตร/ส่'าหร�บแป็ลงฟ:งก/ช้� �น ท��ม�แกนใน

เช้ งเวลาเป็�นฟ:งก/ช้� �นท��ม�แกนในเช้ งความถู��เป็�นการแยีกหร(อส่ลายีร�ป็คล(�นหร(อฟ:งก/ช้� �น ออกเป็�นส่�ญญาณ

ล�กษัณะซึ่ายียี/โดูยีเม(�อน'าส่�ญญาณล�กษัณะซึ่ายียี/เหล�าน�2มารวมก�นทางเฟส่

แล�ว จะไดู�เป็�นร�ป็คล(�นเหม(อนเดู มการแป็ลงโดูยีใช้�ว ธี� ฟาส่ฟ�เร�ยีร/ (FFT) จะท'าให�การค'านวณ

การแป็ลงฟ�เร�ยีร/และการแป็ลงกล�บ ท'าไดู�เร3วยี �งข42น

Page 10: OFDM

การแป็ลงฟู เร!ยร"อย#างรวดเร%ว

ร�ป็ท�� 3 แส่ดูงการแป็ลงฟ�เร�ยีร/อยี�างรวดูเร3วของส่�ญญาณท��ท'าการมอดู�เลตก�บส่�ญญาณ พาหะยี�อยี

Page 11: OFDM

ร�ป็ท�� 4 การม�ลต เพล3กซึ่/ของอน.กรมของส่�ญญาณบนแกนความถู��

Page 12: OFDM

การเสร'มสร(างไซึ่คล'กเทคน คน�2ใช้�ส่'าหร�บแก�ไขส่�ญญาณท��ค.ณภาพลดูลงในช้�องส่(�อส่าร

อ�นเน(�องมาจากส่�ญญาณม�การเคล(�อนท��หลายีเส่�นทาง

ร�ป็ท�� 5 การเส่ร มส่ร�างไซึ่คล ก

Page 13: OFDM

การป็ร�บแตั้#งการมอด เลตั้ใน OFDMเพ(�อให�การท'างานง�ายีข42นต�อระบบ MCMส่ามารถูจะเล(อกเทคน คการมอดู�เลตโดูยีอ�ตโนม�ต ตามขนาดู

ของแถูบความถู��ท��ใช้�การส่�ง การป็ร�บแต�ง (Adaptive) เทคน คการมอดู�เลตแบบน�2ท'าให�

ค.ณภาพการร�บ-ส่�งดู�ข42นการป็ร�บแต�งการมอดู�เลตท'าให�เพ �มป็ระส่ ทธี ภาพการใช้�งาน

แถูบความถู��ของระบบ

Page 14: OFDM

การเล*�อนหายของความถี่!�ทำ!�เล*อก (Frequency selective fading)

ส่ �งท��เก ดูข42นก�บความถู�� (ส่�ญญาณพาหะยี�อยี 2) ความถู��บนแถูบความถู��ท��ใช้�น'าข�าวส่ารมาจากเคร(�องส่�งไป็ยี�งเคร(�องร�บ ถู�าความถู��ท� 2งส่องอยี��ใกล�ซึ่4�งก�นและก�น ดู�งน�2นความแตกต�างของเส่�นทางท��เคล(�อนท��จะม�ผ่ลต�อก�บความถู��ท� 2งส่องใกล�เค�ยีงก�น ท'าให�การเป็ล��ยีนแป็ลงขนาดูและเฟส่ใกล�เค�ยีงก�นมาก อยี�างไรก3ตามถู�าความถู��ท� 2งส่องอยี��ห�างก�นออกไป็ท'าให�

ความส่�มพ�นธี/ระหว�างความถู��ท� 2งส่องแยี�ลง เพราะว�าการเล(�อนของเฟส่ตามแต�ละเส่�นทางจะต�างก�นมาก ซึ่4�งการลดูลงของความส่�มพ�นธี/ของความถู��จะข42นอยี��ก�บค�าหน�วงเวลาระหว�างส่�ญญาณท��ร�บเข�ามาจากเส่�นทางท��ต�างก�น

ในส่ภาวะแวดูล�อมท��คล(�นว ทยี.ม�การเดู นทางหลายีเส่�นทาง การเล(�อนหายีของความถู��ท��เล(อกส่ามารถูส่�งผ่ลต�อการเป็ล��ยีนแป็ลงอยี�างส่�งต�อก'าล�งงานท��เคร(�องร�บร�บไดู� ส่'าหร�บช้�องส่(�อส่ารท��ไม�ม�ส่�ญญาณจากเส่�นทางโดูยีตรงจากเคร(�องส่�ง การเล(�อนหายีของคล(�นว ทยี.เหล�าน�2อาจส่�งถู4ง 30dB ผ่ลท��ตามมาค(ออ�ตราส่�วนของส่�ญญาณต�อส่�ญญาณรบกวน

ลดูลงและข�อม�ลท��ไดู�ร�บม�ความผ่ ดูพลาดูมากข42น

Page 15: OFDM

การเล*�อนหายของความถี่!�ทำ!�เล*อก (Frequency selective fading)

ค(อ การท��หลายีๆ ความถู��พาหะมาจ�บจองอยี��บนแถูบความถู��เดู�ยีวก�นมากจนท'าให�ความเป็ล��ยีนแป็ลงแต�ละความถู��เก ดูความแตกต�างก�นมากจนท'าให�ส่�ญญาณผ่ ดูพลาดูไดู� เพราะว�าขนาดูและเฟส่ของความถู��ท��จะป็ระกอบก�นเป็�นส่�ญญาณข�าวส่ารท��เคร(�องร�บจะไม�เหม(อนก�นก�บท��เป็�นในเคร(�องส่�ง

ในส่ภาวะแวดูล�อมท��คล(�นว ทยี.ม�การเดู นทางหลายีเส่�นทาง การเล(อนหายีของความถู��ท��เล(อก ส่ามารถูส่�งผ่ลต�อการเป็ล��ยีนแป็ลงอยี�างส่�งต�อ ต�อก'าล�งงานท��เคร(�องร�บไดู�ร�บไดู�

ข�อม�ลท��ร �บมา อาจม�ความผ่ ดูพลาดูไดู�มากข42นการแก�ไข ตรวจส่อบ ข�อผ่ ดูพลาดู ส่ามารถูกระท'าไดู�ท��ป็ลายีทาง

Page 16: OFDM

ป็ระโยชน"ของ OFDMOFDM ช้�วยีแก�ป็:ญหาการจางหายีของส่�ญญาณOFDM ส่ามารถูแก�ป็:ญหาการเก ดูการรบกวนแบบแทรกส่อดูระหว�าง

ส่�ญล�กษัณ/ (Inter Symbol Interference) หร(อ ISI ของส่�ญญาณข�อม�ลข42นท��เคร(�องร�บ ไดู�ง�ายีกว�าและยี�งส่ามารถูส่�งข�อม�ลท��ม�อ�ตราส่�งๆ ไดู�อยี�างส่บายี

ส่ามารถูใช้�งานแถูบความถู��ในระบบท��เคยีใช้�ส่�ญญาณพาหะเดู��ยีวไดู�อยี�างเต3มป็ระ ส่ ทธี ภาพ (spectral efficiency)ป็ระมาณส่องเท�าของการใช้�ส่�ญญาณพาหะเดู��ยีว

ส่ามารถูป็>องก�นผ่ลกระทบจากการเคล(�อนท��ของส่�ญญาณหลายีเส่�นทาง (immunity to muti-path)

ม�ความไวต'�าต�อการเล(�อนหายีไป็ของความถู��ท��เล(อก (less sensitivity to frequency selective fading)

Page 17: OFDM

OFDM ทำ!�เห%นในช!ว'ตั้ป็ระจำ�าว�นการส่�งส่�ญญาณโทรท�ศน/ระบบดู จ ตอล เช้�น TITV หร(อ

UBC และอ(�นๆบนระบบม(อถู(อ แบบแถูบความถู��กว�างท��ต�องการความเร3วใน

การส่�งข�อม�ลใช้�ในระบบ WIMAXระบบ ADSLระบบว ทยี.กระจายีเส่�ยีง

Page 18: OFDM

ค�าถี่าม1. OFDM เป็�นหน4�งในมาตรฐานทางเทคน คท��แตกแขนงออกมา

จากเทคโนโลยี�อะไร??2. OFDM ส่ร�างข42นมาเพ(�อใช้�งานส่'าหร�บระบบส่(�อส่ารไร�ส่ายีแบบ

เคล(�อนท��แบนดู/กว�าง (Broad band) ม�อ�ตราการส่�งข�อม�ลส่�งๆ เช้�น อะไรบ�าง ???

3 .การมอดู�เลตแบบ OFDM จะม�การส่อดูแทรกช้�วงแถูบป็>องก�นแคบๆ เพ(�ออะไร และช้�วงแถูบป็>องก�นแคบๆ น�2เร�ยีกว�าอะไร??

4. OFDM เป็�นคล(�นความถู��มาตรฐาน ส่'าหร�บมาตรฐาน เคร(อข�ายีอะไร??

5. จงบอกป็ระโยีช้น/ของ ระบบ OFDM ??