Una delle belle caratteristiche di OFDM è che consente una struttura molto semplice per il modulatore e il demodulatore: dato un insieme di simboli (in generale con valori complessi, presi da una costellazione di segnali come BPSK, QPSK o QAM) su cui mappare ogni vettore, il modulatore può essere implementato usando una trasformata di Fourier inversa discreta , tipicamente implementata usando un FFT . Ogni set di simboli (uno per vettore) viene trasformato per generare un simbolo OFDM , che viene quindi inviato al canale. La lunghezza del DFT verrà in genere scelta per essere maggiore del numero di portatori desiderati per consentire una "banda di protezione" vicino al tasso di Nyquist del sistema.
Oltre alla suddetta struttura basata su DFT, la maggior parte dei sistemi OFDM incorpora anche un prefisso ciclico , che consente una semplice implementazione di un equalizzatore nel dominio della frequenza. L'equalizzazione può fornire prestazioni di collegamento migliorate in ambienti multipath (ad es. Molti scenari di comunicazione wireless). Può anche essere utilizzato per facilitare la sincronizzazione, come descritto di seguito.
La semplice struttura viene trasferita al ricevitore; una forma d'onda OFDM può essere demodulata usando la trasformata inversa a quella usata sul trasmettitore, dando i valori del simbolo originale. L'inverso del DFT inverso utilizzato sul trasmettitore è un DFT "normale" (in avanti). Pertanto, vedrai spesso ricevitori OFDM rappresentati con un blocco "FFT" nella parte frontale. L'output della trasformazione contiene i valori dei simboli mappati su ciascuno dei supporti, inclusi tutti quelli inutilizzati che compongono la banda di protezione. Il demodulatore individua le ampiezze (complesse) di ciascuno dei portatori di interesse e le trasmette a qualsiasi ulteriore logica di decodifica (equalizzazione come descritto sopra, decodifica dei canali, mappatura a bit, ecc.).
Come al solito, tuttavia, la risposta non è così semplice; la spiegazione sopra trascura alcune importanti questioni che devono essere affrontate per un sistema pratico:
Sincronizzazione dei tempi: quando pensi effettivamente a come costruire un ricevitore OFDM, uno dei primi problemi che incontrerai è come allineare il frame FFT del ricevitore con il flusso di campioni in arrivo. La sincronizzazione con la temporizzazione del simbolo del segnale OFDM è necessaria per allineare correttamente l'operazione FFT del ricevitore con il periodo di tempo appropriato nel flusso di campionamento osservato.
Questo può essere implementato usando un approccio basato sulla correlazione. Come affermato in precedenza, la maggior parte delle forme d'onda OFDM include un prefisso ciclico, che è uno schema che aggiunge forzatamente una periodicità circolare alla forma d'onda trasmessa. Questo può essere sfruttato dal ricevitore per ottenere la temporizzazione del simbolo; il rivelatore di temporizzazione calcola semplicemente l'autocorrelazione scorrevole del flusso di simboli osservato usando un ritardo commisurato al periodo noto tra il segnale trasmesso e la sua copia ciclica. L'ampiezza del risultato raggiungerà un picco nell'istante che corrisponde all'inizio di ciascun simbolo OFDM.
Sincronizzazione della frequenza:La sincronizzazione fine della frequenza è anche la chiave per una ricezione OFDM affidabile, poiché l'errore di frequenza provoca interferenze interportanti. La correzione dell'errore di frequenza può anche essere stimata utilizzando l'uscita del correlatore del sincronizzatore di temporizzazione. Come affermato in precedenza, l'autocorrelazione del flusso osservato a un ritardo pari al ritardo del prefisso ciclico ha una grande ampiezza all'inizio di ciascun simbolo OFDM. La fase dell'uscita del correlatore fornisce una misura della quantità di deriva della fase nel corso di ciascun tempo del simbolo. Questa misura di "deriva di fase per unità di tempo" può invece essere rifusa come misura di "deriva di frequenza". Se il ricevitore può presumere che l'errore di frequenza sia costante nel corso del tempo di un simbolo (il che è ragionevole per molti casi), è possibile rimuovere l'offset di frequenza di massa prima di calcolare il DFT.
Possono esserci ancora più problemi da affrontare per ciascuno dei tuoi corrieri, a seconda della modulazione utilizzata su ciascuno di essi. Per il semplice caso di BPSK, potresti anche doverti preoccupare della sincronizzazione di fase se desideri un ricevitore coerente. Tuttavia, la sincronizzazione di temporizzazione e frequenza sono i dettagli di implementazione chiave che spesso sembravano essere svelati nella discussione delle strutture del ricevitore OFDM.