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OFDM Introduction

OFDM steht für „orthogonal frequency division multiplexing“ und ist ein Mehträgerverfahren, das vor allem bei kabellosen Übertragungen, wie zum Beispiel WLAN oder 5G, Anwendung findet. Der Vorteil bei dieses Verfahrens besteht darin, dass mehrere Symbole gleichzeitig übertragen werden, wodurch das Signal robuster gegenüber Störungen ist. Durch die meist kabellose Übertragung werden sie vor allem durch Rauschen und durch die Mehrwegausbreitung verunreinigt. Diese beiden Verunreinigungen lassen sich durch folgende Kanalmodelle darstellen und Simulieren.

Rauschen (AWGN-Kanal): Das Rauschen wird durch eine gaußverteilte Zufallsvariable $n(k)$ zu dem Signal $x(k)$ dazuaddiert und liefert somit das Ausgagssignal $$y(k)=x(k)+n(k)$$

Mehrpfadausbreitung (Tapped-Delay-Channel): Mehrfachausbreitung tritt auf wenn ein Signal durch Reflexion an verschiedenen Oberflächen verzögert und in der Amplitude verändert wird. Die Modulierung dieses Effekts geschieht durch eine tapped-delay line mit $M$ Verzögerungselementen. Die Übertragungsfunktion diese Kanals lautet $$H(z)=h_{0}+h_{1}z^{-1}+h_{2}z^{-2}+...+h_{M}z^{-M}$$ Somit wird das Augangssignal beschrieben durch $$y(n)=h_{0}x(n)+h_{1}x(n-1)+h_{2}x(n-2)+...+h_{M}x(n-M)$$ Das Blockdiagramm mit 2 Taps sieht wiefolgt aus: