OFDMmodulaatioita

OFDM-modulaatioita ovat ryhmä multikaariväylämodulaatiomenetelmiä, joissa data jaetaan monille kapeille, ortogonaalisille subkannoille. Jokainen subcarrier moduloi omaa symbolinsa, ja kootaan kokonaissignaali IFFT/FFT-tekniikoilla. Cyclic prefix -lisäke tasoittaa viive- ja multipath-häiriöt sekä helpottaa kanalitoimintaa vastaanotossa. OFDMin etuna on korkea spektrin hyödyntäminen sekä kyky sopeuttaa kantoaallon taajuudet käyttötarpeiden mukaan.

Modulaatiossa OFDMissa käytetään yleisesti M-ary konstellaatioita. Subkerroksille voidaan sijoittaa PSK- tai QAM-konstellaatioita, kuten BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM tai jopa 256-QAM, riippuen kanavan laadusta ja virrankulutuksesta. Käytännössä jokaisella subcarrierilla voi olla oma modulointitasonsa, mikä mahdollistaa dynaamisen bit loading -ominaisuuden: paremmilla kanavilla suurempi bit number ja heikommilla pienempi.

Erilaiset variantit ja sovellukset nostavat OFDM-modulaatioiden monipuolisuuden esiin. Optisissa verkoissa on kehitetty DCO-OFDM ja ACO-OFDM, jotka on optimoitu valosignaaleille ja lineaarisuuden eroihin. Radioverkoissa sekä kiinteässä että mobiiliverkossa OFDM soveltuu sekä 4G/5G-NR:ään että Wi-Fi-standardeihin, DVB/DVBT-tahoille sekä muille digitaalisille lähetyksille. Haasteina ovat korkeaa PAPR-arvoa aiheuttava voimakas pulssittaminen, synkronointi-, offset- ja Doppler-herkkyys sekä kanavahienovarainen estimointi ja pilot-tason käyttö. Nämä tekijät vaikuttavat järjestelmän suorituskykyyn ja vaativat suunnittelussa huolellista kanavahallintaa sekä adaptiivista parametrien asettelua.