OFDM vs OFDMA
Το OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) και OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) είναι και οι δύο τεχνολογίες ψηφιακής επικοινωνίας ευρείας ζώνης με μια μικρή διαφορά μεταξύ τους. Ωστόσο, και οι δύο βασίζονται στην ίδια ιδέα της ομαδοποίησης πολλαπλών υποφερόντων ομοιόμορφων αποστάσεων με ειδικά χαρακτηριστικά σε ένα μεγάλο κομμάτι και εξακολουθούν να εκπέμπουν ξεχωριστά μέσω του μέσου μετάδοσης. Ωστόσο, όταν πρόκειται για την παροχή ταυτόχρονης πρόσβασης πολλών χρηστών, δύο τεχνολογίες έχουν σημαντική διαφορά στον μηχανισμό κατανομής καναλιών.
Τι είναι το OFDM;
Το OFDM είναι ένας μηχανισμός πολυπλεξίας διαίρεσης συχνότητας (FDM), ο οποίος λειτουργεί διαιρώντας ένα μόνο σήμα ευρείας ζώνης σε ένα μεγάλο σύνολο υποφερόντων στενής ζώνης με τέτοιο τρόπο ώστε όλοι οι υποφορείς να είναι ορθογώνιοι σε κάθε άλλα είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα. Με άλλα λόγια, το OFDM διαιρεί ένα σήμα υψηλής ταχύτητας σε πολλά αργά σήματα για να είναι πιο στιβαρό στο άκρο του δέκτη, έτσι ώστε τα υπο-κανάλια να μπορούν στη συνέχεια να μεταδώσουν δεδομένα χωρίς να υπόκεινται στην ίδια ένταση παραμόρφωσης πολλαπλών διαδρομών που αντιμετωπίζει η μετάδοση ενός φορέα. Στη συνέχεια, οι πολυάριθμοι υπο-φορείς συλλέγονται στον δέκτη και ανασυνδυάζονται για να σχηματίσουν μια μετάδοση υψηλής ταχύτητας.
Οι ορθογώνιες υποφορείς παρέχουν υψηλή φασματική απόδοση και χαμηλή παρεμβολή μεταξύ φέροντος (ICI). Δεδομένου ότι κάθε δευτερεύων φορέας αντιμετωπίζεται ως ένα διαφορετικό σήμα στενής ζώνης όπου καθένας από αυτούς διαμορφώνεται ξεχωριστά, διευκολύνει την καταπολέμηση με επιλεκτική εξασθένηση συχνότητας λόγω πολλαπλών διαδρομών. Με άλλα λόγια, απαιτείται απλοποιημένη εξισορρόπηση καναλιών λόγω της φύσης του δευτερεύοντος φορέα στενής ζώνης. Επιπλέον, ο χαμηλός ρυθμός δεδομένων (Symbol Rate) κάθε δευτερεύοντος φορέα μειώνει σημαντικά τις παρεμβολές μεταξύ συμβόλων (ISI) και αυτό έχει ως αποτέλεσμα πολύ υψηλό λόγο σήματος προς θόρυβο (SNR) του συστήματος. Ως αποτέλεσμα όλων των παραπάνω πλεονεκτημάτων, καθίσταται δυνατή η υλοποίηση του Δικτύου Ενιαίας Συχνότητας (SFN) και η επίλυση ζητημάτων περιορισμού του φάσματος στην εμπορική εφαρμογή τέτοιου συστήματος.
Στα συστήματα OFDM, μόνο ένας χρήστης μπορεί να εκπέμψει σε όλους τους δευτερεύοντες φορείς ανά πάσα στιγμή. Για να φιλοξενήσει πολλούς χρήστες, ένα αυστηρά σύστημα OFDM πρέπει να χρησιμοποιεί Time Division Multiple Access (TDMA) (ξεχωριστά χρονικά πλαίσια) ή Frequency Division Multiple Access (FDMA) (ξεχωριστά κανάλια). Καμία από αυτές τις τεχνικές δεν είναι αποδοτική ως προς τον χρόνο ή τη συχνότητα. Το κύριο μειονέκτημα σε αυτά τα σχήματα στατικής πολλαπλής πρόσβασης είναι το γεγονός ότι διαφορετικοί χρήστες που βλέπουν διαφορετικά τα ασύρματα κανάλια (Υπο-φορείς) δεν χρησιμοποιούνται. Οι τεχνολογίες OFDM συνήθως καταλαμβάνουν νομαδικά, σταθερά και μονόδρομα πρότυπα μετάδοσης, που κυμαίνονται από μετάδοση τηλεόρασης έως Wi-Fi, καθώς και σταθερό WiMAX και νεότερα ασύρματα συστήματα πολλαπλής διανομής, όπως το Forward Link Only (FLO) της Qualcomm.
Τι είναι το OFDMA;
Το OFDMA είναι η τεχνολογία OFDM πολλών χρηστών, όπου οι χρήστες μπορούν να εκχωρηθούν τόσο σε βάση TDMA όσο και σε βάση FDMA, όπου ένας μεμονωμένος χρήστης δεν χρειάζεται απαραίτητα να απασχολεί όλους τους δευτερεύοντες φορείς ανά πάσα στιγμή. Με άλλα λόγια, ένα υποσύνολο υποφορέων εκχωρείται σε έναν συγκεκριμένο χρήστη. Αυτό επιτρέπει την ταυτόχρονη μετάδοση χαμηλού ρυθμού δεδομένων από πολλούς χρήστες, καθώς και μπορεί να εκχωρηθεί δυναμικά στα καλύτερα μη ξεθωριασμένα, κανάλια χαμηλής παρεμβολής για έναν συγκεκριμένο χρήστη και να αποφευχθεί η εκχώρηση κακών υπο-φορέων. Σταθερά και κινητά συστήματα Point-to-Multipoint χρησιμοποιούν OFDMA και τα περισσότερα αναδυόμενα συστήματα χρησιμοποιούν OFDMA όπως Mobile WiMAX και LTE.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ OFDM και OFDMA;
• Το OFDM υποστηρίζει πολλούς χρήστες (Πολλαπλή πρόσβαση) μόνο μέσω TDMA, ενώ το OFDMA υποστηρίζει είτε σε βάση TDMA είτε FDMA είτε και τα δύο ταυτόχρονα.
• Το OFDMA υποστηρίζει ταυτόχρονη μετάδοση χαμηλού ρυθμού δεδομένων από πολλούς χρήστες, αλλά το OFDM μπορεί να υποστηρίξει μόνο έναν χρήστη τη δεδομένη στιγμή.
• Περαιτέρω βελτίωση του OFDMA έναντι της ανθεκτικότητας του OFDM στο ξεθώριασμα και τις παρεμβολές, καθώς μπορεί να εκχωρήσει υποσύνολο δευτερεύοντος φορέα ανά χρήστη αποφεύγοντας την εκχώρηση κακών καναλιών.
• Το OFDMA υποστηρίζει ισχύ ανά κανάλι ή δευτερεύοντα φορέα, ενώ το OFDM πρέπει να διατηρεί την ίδια ισχύ για όλους τους δευτερεύοντες φορείς.
