Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
L’OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) est utilisé dans les réseaux sans fil et les réseaux cellulaires, sans oublier la télévision numérique. Il consiste à transmettre les données en parallèle sur un très grand nombre de sous-porteuses.Cet article montre comment une telle transmission se fait simplement à partir de transformées de Fourier et comment est obtenue l’orthogonalité entre sous-porteuses. Il aborde les avantages, mais aussi les problèmes posés par l’OFDM dans les systèmes radios et les techniques permettant de les compenser. Il expose enfin brièvement le paramétrage de l’OFDM pour différents systèmes radios.
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The OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) is used in wireless and cellular networks as well as in digital television. Its function is to transmit parallel data on a significant number of subcarriers. In this article we explain how such transmission is effected simply through Fourier transforms and how orthogonality between the subcarriers is achieved. We not only review the advantages of the OFDM but also the issues it raises in radio systems as well as the techniques which allow us to address them. Finally, we briefly present the OFDM parameterization for various radio systems.
Auteur(s)
-
Xavier LAGRANGE : Professeur - Télécom Bretagne
INTRODUCTION
L'OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) est utilisé dans les réseaux sans fil et les réseaux cellulaires et pour la télévision numérique. Il consiste à transmettre les données en parallèle sur un très grand nombre de sous-porteuses. Ce traité montre comment une telle transmission se fait simplement à partir de transformées de Fourier et comment est obtenue l'orthogonalité entre sous-porteuses. Il aborde les avantages mais aussi les problèmes posés par l'OFDM dans les systèmes radios et les techniques permettant de les compenser. Il expose enfin brièvement le paramétrage de l'OFDM pour différents systèmes radios.
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KEYWORDS
radio transmission | cellular networks | wireless networks | digital television
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Transformée de Fourier discrète. Principes6. Principe du SC-FDMA
Comme il a été souligné dans le § 3.5, la transmission sur un grand nombre de sous-porteuses augmente le PAPR et réduit l'efficacité énergétique dans l'émetteur. L'OFDM est donc peu adaptée à une transmission par un terminal portable alimenté sur batterie. On peut utiliser alors, comme dans le cas du LTE, une variante de l'OFDM appelé DFTS-OFDM, Direct Fourier Transform Spread, ou SC-FDMA, Single Carrier FDMA. Cette technique consiste à rajouter une transformation supplémentaire initiale à l'émetteur et finale au récepteur (figures 23 et 24).
On part de m symboles de données qui sont considérés comme des symboles temporels, on fait une DFT (Direct Fourier Transform) pour trouver m symboles fréquentiels. On rajoute un grand nombre de symboles fréquentiels nuls (c'est-à-dire des sous-porteuses) pour obtenir un total de n symboles (qui est une puissance de 2). La suite de la chaîne est identique au cas d'une transmission en OFDM pur :
-
FFT inverse pour retrouver des symboles temporels ;
-
ajout du préfixe cyclique ;
-
conversion numérique/analogique et transposition en fréquence.
Les premiers étages du récepteur sont identiques au cas de l'OFDM : échantillonnage, suppression du préfixe cyclique et, en particulier, égalisation dans le domaine fréquentiel (on profite de la simplicité de l'opération en OFDM). L'étape supplémentaire est l'extraction des m sous-porteuses utilisées à l'émission et la transformée de Fourier inverse pour retrouver les symboles transmis. Le nombre m est inférieur au nombre n et, par conséquent, le PAPR est réduit.
Notons qu'avec le SC-FDMA, un symbole fréquentiel transporte un ensemble de symboles de données, il est donc impératif de procéder à une égalisation.
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Principe du SC-FDMA
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BERROU (C.), LE FLOCH (B.), ALARD (M.) - Coded orthogonal frequency division multiplex. - Proceedings of the IEEE, 83(6), p. 982-996, juin 1995.
-
(2) - LE ROUX (J.) - La transformée de Fourier et ses applications (partie 1). - Techniques de l'ingénieur [AF 1 440], avr. 2007.
-
(3) - LE ROUX (J.) - La transformée de Fourier et ses applications (partie 2). - Techniques de l'ingénieur [AF 1 441], avr. 2007.
-
(4) - SARI (H.) - Transmission des signaux numériques. - Techniques de l'ingénieur [E 7 100], juin 1995.
-
(5) - WEINSTEIN (S.B.) - The history of orthogonal frequency-division multiplexing. - IEEE Communications Magazine, 47(11), p. 26-35, nov. 2009.
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