Résumé : 3








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Schéma de transmission OFDM




VI.1. Théorie de l’OFDM



L’ Orthogonal Frequency Division Multiplexing permet d’augmenter la durée de chaque symbole tout en gardant le même débit binaire, en multiplexant les symboles sur plusieurs porteuses orthogonales [EN 700 144], [802.11a]. Cette technique transforme un canal sélectif en fréquence large bande en un groupe de canaux bande étroite non sélectifs en fréquence, ce qui le rend robuste à étalement Doppler, tout en préservant l’orthogonalité dans le domaine temporel. De plus, l’introduction d’une redondance cyclique à l’émission réduit la complexité à une simple opération de FFT lors de la réception, figure ci-dessous. La redondance cyclique évite d’avoir à utiliser des procédés complexes de synchronisation. L’OFDM a également l’avantage d’avoir une bonne efficacité spectrale.




Figure 25. Modulateur OFDM

VI.2. Faiblesses de l’OFDM



L’OFDM a plusieurs faiblesses. Il n’utilise pas la diversité du canal. De plus, à cause de l’évanouissement plat dans bande (flat fading), l’information transmise sur une sous-bande peut être totalement perdue si un évanouissement important survient. L’OFDM est particulièrement sensible aux paquets d’erreurs ce qui rend l’utilisation d’un codage canal adéquat obligatoire. Par exemple un code RS associé avec de l’entrelacement et du codage convolutif. Enfin, le fait que l’OFDM utilise plusieurs porteuses le rend sensible aux non linéarités des amplificateur ce qui requiert un input back-off important allant jusqu’à 10 dB.

VI.3. Egalisation pour l’OFDM



Les variations du canal pendant la transmission d’un symbole OFDM détruisent l’orthogonalité entre porteuses ce qui créé de l’ICI (inter carriers interference) qui peuvent être mitigées par un égaliseur dans le domaine fréquentiel (FDE) après l’opération de FFT, figure ci-dessous.



Figure 26. Démodulateur OFDM
Deux méthode d’égalisation peuvent être utilisées suivant la façon dont les symboles d’apprentissage sont transmis.
Dans le premier cas, une séquence d’apprentissage connue, par exemples une séquence PN, est convertie en symbole OFDM par l’opération d’IFFT, puis le symbole est envoyé alternativement avec les données pour mettre à jour les coefficients du FDE, ce qui résulte en une diminution du taux de données opérationnel, [Fig, 28]. On voit dans la figure ci-dessus que deux symboles d’apprentissage sont envoyés, puis six symboles de données sont envoyés, puis encore deux symboles d’apprentissage. Par conséquent le filtre adaptatif est mis a jour tous les huit symboles, et les six symboles OFDM consécutifs sont égalisé avec les mêmes coefficients. C’est cette méthode qui a été implémentée sous Simulink.



Figure 27. Transmission de la séquence d’apprentissage
Une méthode plus efficace est d’insérer parmi les porteuses contenant les données, des porteuses pilotes contenant des séquences d’apprentissage PN [Fig 30]. La position des pilotes varie à chaque symbole OFDM. Le canal peut donc être estimé à partir des porteuses pilotes à chaque symbole OFDM reçu. Les coefficients ne correspondant pas à une porteuse pilote sont mis à jour par interpolation.

VI.4. Longueur du préfixe cyclique



La longueur du préfixe cyclique est choisie inférieure ou égale à un quart de la durée du symbole OFDM, et elle doit être supérieure ou égale à la durée de la réponse impulsionnelle du canal. Un préfixe cyclique de longueur 5µs est donc ajouté à chaque symbole dans le système modélisé.


Figure 28. Effet du préfixe cyclique contre l'ISI
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