En telecomunicaciones , la multiplexación por división de frecuencia ortogonal ( OFDM ) es un tipo de transmisión digital y un método para codificar datos digitales en múltiples frecuencias portadoras . OFDM se ha convertido en un esquema popular para la comunicación digital de banda ancha , utilizado en aplicaciones tales como transmisión de audio y televisión digital, acceso a Internet DSL , redes inalámbricas, redes de líneas eléctricas y comunicaciones móviles 4G / 5G . [1]
OFDM es un esquema de multiplexación por división de frecuencia (FDM) que fue presentado por Robert W. Chang de Bell Labs en 1966. [2] [3] [4] En OFDM, se transmiten múltiples señales de subportadora ortogonal estrechamente espaciadas con espectros superpuestos para llevar datos en paralelo. [5] La demodulación se basa en algoritmos de transformada rápida de Fourier . OFDM fue mejorado por Weinstein y Ebert en 1971 con la introducción de un intervalo de guarda , proporcionando una mejor ortogonalidad en los canales de transmisión afectados por la propagación de trayectos múltiples. [6]Cada subportadora (señal) se modula con un esquema de modulación convencional (como modulación de amplitud en cuadratura o modulación por desplazamiento de fase ) a una tasa de símbolo baja . Esto mantiene velocidades de datos totales similares a los esquemas de modulación de portadora única convencionales en el mismo ancho de banda. [7]
La principal ventaja de OFDM sobre los esquemas de portadora única es su capacidad para hacer frente a condiciones de canal severas (por ejemplo, atenuación de altas frecuencias en un cable de cobre largo, interferencia de banda estrecha y desvanecimiento selectivo de frecuencia debido a trayectos múltiples ) sin necesidad de una ecualización compleja. filtros La ecualización de canales se simplifica porque se puede considerar que OFDM usa muchas señales de banda estrecha de modulación lenta en lugar de una señal de banda ancha de modulación rápida . La baja tasa de símbolos hace que el uso de un intervalo de guarda entre símbolos sea asequible, lo que permite eliminar la interferencia entre símbolos .(ISI) y utiliza ecos y expansión de tiempo (en la televisión analógica visible como efecto fantasma y borrosidad, respectivamente) para lograr una ganancia de diversidad , es decir, una mejora en la relación señal-ruido . Este mecanismo también facilita el diseño de redes de frecuencia única (SFN) donde varios transmisores adyacentes envían la misma señal simultáneamente a la misma frecuencia, ya que las señales de múltiples transmisores distantes pueden recombinarse de manera constructiva, evitando la interferencia de un sistema tradicional de portadora única. .
En la multiplexación por división de frecuencia ortogonal codificada ( COFDM ), la corrección de errores hacia adelante (codificación convolucional) y el intercalado de tiempo/frecuencia se aplican a la señal que se transmite. Esto se hace para superar los errores en los canales de comunicación móvil afectados por la propagación de trayectos múltiples y los efectos Doppler . COFDM fue presentado por Alard en 1986 [8] [9] [10] para la transmisión de audio digital para Eureka Project 147. En la práctica, OFDM se ha utilizado en combinación con dicha codificación e intercalación, de modo que los términos COFDM y OFDM se aplican conjuntamente. a las aplicaciones comunes. [11] [12]
La siguiente lista es un resumen de los estándares y productos basados en OFDM existentes. Para obtener más detalles, consulte la sección Uso al final del artículo.
La tecnología OFDMA de acceso múltiple basada en OFDM también se utiliza en varias redes celulares 4G y pre-4G , estándares de banda ancha móvil y WLAN de próxima generación: