Implementazione e caratterizzazione sperimentale di sistemi OFDM

Uno dei primi problemi per l’implementazione della modulazione OFDM, che ne ha limitato la diffusione fino agli ultimi anni, era la complessità di calcolo necessaria in quanto era richiesto un modulatore (e relativo demodulatore) per ogni sottoportante. Questo problema è ora ampliamente superato per la disponibilità di circuiti integrati con elevata capacità di calcolo che trattano il segnale mediante elaborazione numerica (DSP). Infatti la modulazione OFDM può essere implementata tramite trasformata discreta di Fourier inversa (IDFT) e diretta (DFT).

Gli N coefficienti in ingresso alla IDFT, che rappresentano le componenti spettrali del segnale, non sono altro che i punti complessi di ogni singola modulazione in quadratura. Questi vengono impressi sulla corrispondente frequenza e la somma di tutte le N portanti (modulazioni bidimensionali) che si ha in uscita dalla IDFT genera il simbolo OFDM nel dominio temporale come successione di N campioni. E’ anche evidente che nel ricevitore sarà necessario effettuare l’operazione inversa di DFT per avere la possibilità di demodulare separatamente i punti impressi sulle sotto portanti, ovvero passare dal dominio temporale a quello frequenziale dove i coefficienti calcolati dalla DFT rappresentano il punto sul piano complesso della modulazione associata.

Le operazioni di DFT e IDFT richiedono un numero di operazioni che è dell’ordine di N2, ma che può essere efficientemente ridotto a NlogN utilizzando appunto algoritmi di FFT che lavorano su vettori con dimensione che sono potenza di 2 (esempio l’algoritmo "FFT Radix-2 butterfly" implementato in molti DSP).

Il risultato della IDFT è un vettore di N elementi a valori complessi, in quanto i coefficienti del vettore in ingresso non presentano simmetria rispetto all’origine e quindi il segnale risultante non può essere puramente reale.
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Quindi ricapitolando, la trasmissione OFDM ha i seguenti principali vantaggi:

· uso efficiente dello spettro
· resistente al fading selettivo in frequenza
· elimina ISI e IFI attraverso l’ uso del prefisso ciclico
· semplice Equalizzazione di canale
· a differenza delle altre modulazioni, non c’è bisogno di implementare uno 'stimatore di canale'
· è poco sensibile agli sfasamenti dei campionamenti nel tempo (sample timing offset)
· buona protezione contro l’ interferenza co-canale