Seguramente te has preguntado qué es y para qué sirve OFDM, a continuación te explicaremos lo que necesitas saber.
Imagen tomada de: Ingeniería inversa al bloque IFFT de un modulador conforme a la norma DTMB en ResearchGate
Comencemos explicando los principios básicos
OFDM es una técnica de multiplexación por división en frecuencias ortogonales y consiste en enviar un conjunto de ondas portadoras de diferentes frecuencias, donde cada una transporta información, la cual es modulada en QAM o en PSK. ¿En qué momento aplicamos esta técnica de multiplexación? normalmente se aplica tras pasar la señal por un codificador de canal con el objetivo de corregir los errores producidos en la transmisión.
Este método es utilizado para muchos de los estándares de comunicaciones inalámbricas y demás servicios de telecomunicaciones, tales como Wi-Fi 802.11ac, redes celulares 4G y 5G, WiMAX, tecnología satelital y muchas otras. Pero te preguntarás, ¿Qué diferencia a OFDM del método básico de FDM?.
En la imagen de arriba te mostramos el esquema básico de FDM en el cual podemos ver que múltiples usuarios comparten un enlace, esto es posible gracias a que el ancho de banda disponible es dividido en diferentes sub-canales, los cuales no se traslapan gracias a que se cuenta con una banda de protección ubicada entre cada señal. ¿Qué objetivo tiene lo anterior? Gracias a FDM podemos transmitir diferentes señales simultáneamente sin que se interfieran entre sí.
En cambio con OFDM ya no se tiene una banda de protección y se traslapan. Analizando los diagramas, a simple vista podemos distinguir que con OFDM (en la parte de arriba) se podría transmitir más información que con FDM.
¿Cómo se evita la interferencia?
Las señales al ser transmitidas en un solo canal compartido, son combinadas muy cercanamente por el OFDM de forma que sean ortogonales entre sí. Esto significa que las señales actuarán independientemente entre sí lo que significa que no se interferirán entre sí, ya que al ser multiplexadas de una forma en que el pico más alto de una señal ocurre en el nulo de las señales vecinas. Al llegar al demultiplexor son separadas en base de su característica ortogonal y así es como se evita la interferencia.
¿Dónde encontramos esta técnica de multiplexación?
La Televisión Digital Terrestre está orientada a sustituir las transmisiones de televisión analógica, al utilizar la modulación OFDM, con esta modulación se puede realizar transmisiones para equipos fijos y móviles. se realiza las modulaciones OFDM y CC-OFDM (Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales mediante Codificación por Convolución) para el estándar de televisión ISDB-T (Radiodifusión Digital de Servicios Integrado para Televisión).
OFDM se convirtió en la modulación elegida para muchas aplicaciones, tanto en sistemas cableados (como la Línea Digital Asimétrica de Abonado “ADSL”) como en sistemas inalámbricos. Estos últimos se centraban generalmente en sistemas de radiodifusión y sistemas de relativamente baja potencia como las redes inalámbricas de área local (WLAN). Dichas aplicaciones se benefician de la fácil implementación de OFDM en el lado del consumidor (radios, televisores y ordenadores o dispositivos portátiles) debido a la baja complejidad del receptor OFDM, al mismo tiempo que no requieren un transmisor de alta potencia en el lado del consumidor debido a la naturaleza de los sistemas de radiodifusión o las redes locales inalámbricas. Con ello se evita uno de los principales inconvenientes de OFDM, que es la necesidad de transmisores costosos para aplicaciones que requieren enviar señales de alta potencia.
En cuanto a la aplicación de OFDM a sistemas de telefonía móvil, el primer sistema celular basado en OFDM fue propuesto en el artículo de L. J. Cimini, ‘Analysis and Simulation of Digital Mobile Channel using Orthogonal Frequency Division Multiplexing’ publicado en julio de 1985. En el contexto de los sistemas de telefonía móvil las principales ventajas de OFDM son, al igual que antes, un receptor de baja complejidad y también la capacidad de OFDM para adaptarse de una manera muy sencilla para funcionar en canales de distinto ancho de banda según la disponibilidad del espectro.
Para reafirmar lo explicado en este pequeño artículo de la transmisión OFDM, te dejamos un enlace para que aprendas de forma interactiva el proceso de OFDM:
REFERENCIAS
Garg, V. K. (2007). WIRELESS COMMUNICATIONS AND NETWORKING. San Francisco : Morgan Kaufmann Publishers.
LTE. (8 de Septiembre de 2016). LTE. Obtenido de 2.3 – OFDM/ OFDMA IN 4G LTE – PART 1: https://www.youtube.com/watch?v=rKy5dOl3Et4
Moya, J. M. (2013). Comunicaciones Móviles Sistemas GSM, UMTS y LTE. Ciudad de México: Alfaomega Grupo Editor, S.A. de C.V.
Sun, S. (17 de Octubre de 2018). Sunny Classroom. Obtenido de OFDM – Orthogonal Frequency Division Multiplexing: https://www.youtube.com/watch?v=KCHO7zlU25Q
Tse, D. (2004). Fundamentals of Wireless Communication. California : Cambridge University Press.
Inteligencia Colectiva 
¿Cuál es su principal ventaja?
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Con OFDM se aprovecha mejor el ancho de banda disponible ya que múltiples canales pueden compartir un mismo enlace, lo cual significa más transmisión de datos, sin que se interfieran entre sí.
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Otra de sus ventajas es la facilidad de implementacion, en comparacion con otros tipos de trasmisiones.
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¿Qué estándares emplea OFDM como técnica de transmisión?
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OFDM puede adaptarse de una manera muy sencilla para funcionar en canales de distinto ancho de banda según la disponibilidad del espectro. Además los resceptores de OFDM no son complejos y al mismo tiempo no requieren un transmisor de alta potencia en el lado del consumidor.
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¿Qué interferencia tienen los OFDM?
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OFDM no tiene interferencias entre las múltiples subportadoras que se multiplexan debido a la ortogonalidad, pero al propagarse la señal por el aire puede sufrir dos tipos de interferencias:
-Interferencia Interportadora ICI: este tipo de interferencia hace que haya un desplazamiento de fase entre las subportadoras, provocando que pierdan su ortogonalidad
-Interferencia entre Símbolos ISI: con este tipo de interferencia se retrasa la señal por la aparición de múltiples trayectorias de propagación, afectando el siguiente símbolo de la transmisión
Las interferencias pueden ser causadas por reflexión, dispersión o difracción.
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¿La Transmisión OFDM tiene alguna desventaja?
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Mientras que no se pierda ortogonalidad y permanezca sincronismo perfecto, OFDM podría suministrar tasas de transmisión de información casi infinitas, sin embargo, dados los problemas físicos de su implementación y la distorsión impuesta del canal, puede tener las siguientes desventajas:
– El efecto Doppler en el canal: quiebra la ortogonalidad de las subportadoras, aumentando así el BER y, consecuentemente, disminuye el desempeño OFDM.
– Ruido de fase: presente en las subportadoras, es causado porque ellas no oscilan perfectamente y causan pérdida de sincronismo en el sistema.
– PAPR: la alta razón entre la potencia pico y la potencia media de la señal transmitida genera unos desbalances en potencia entre cada subportadora degradando la señal transmitida.
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De la misma manera dentro de la trasmision OFDM existe la desventaja de que setiene una gran sensibilidad a los errores que se generan por la pérdida de sincronización en la frecuencia.
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