OFDM Technology

أهم عناصر نظام ال (OFDM) :

* Source Encoder/Decoder (مرمز أو مشفر المصدر):
1- Encoder:
- هذه العملية تتم في طرف المرسل.
- أي (data) سواء كانت صورة أو صوت أو نص يتم تحويلها إلى (binary data bits).
- هذه (bits) يتم إضافة لها مجموعة من (zeros )حيث أنها تكون شكل ال (symbol) المراد إرساله.

2- Decoder:
-هذه العملة تتم عند المستقبل حيث انها تستخلص (bits )ويتم استعادة البيانات إلى شكلها الأصلي.

* Channel Encoder/Decoder (مرمز أو مشفر القناة) :
1- Encoder:
- يستخدم في عمل تشفير لل (data) .
- يوجد العديد من الأكواد المستخدمة مثل :
RCPC (Rate Compatible Punctured Convolution).
- تختلف (channel rates) حيث يوجد منها:
* 1/3 حيث من كل ( 3bits ).. نستخدم بت واحد (data )و اثنين (protection).
* 1/2 حيث نستخدم (2bits).. بت واحد (data) و واحد( protection).
* 2/3 حيث نستخدم (3bits) ..(2 data) و واحد (protection).

2- Decoder:
- يستعمل في المستقبل ويستعمل لاستعادة (Data )إلى شكلها الأصلي.

* OFDM Modulation (التضمين):
كل (symbol)يتكون من مجموعة من (serial bits) يتم ادخالها إلى( serial to parallel converter) وهو عبارة عن (register ) له مدخل واحد ومجموعة من المخارج (orthogonal carriers) (الناقلات المتعامدة)
ويتم التعامل مع (carriers) باستخدام احد (modulation) المتعارف بها مثل (PSK).

* IFFT & FFT:
تقنيات التحويل:
1- IFFT (Inverse Fast Fourier Transform):
- تحدث عند المرسل.
- الغرض منها تحويل (data )من (frequency domain) الى (time domain) ثم يتم ارسالها إلى (channel).
2- FFT (Fast Fourier Transform):
- تحدث عن المستقبل.
- الغرض منها هو العمليه العكسية تحويل (data ) من (time domain) إلى (frequency domain) واسترجاع (data) في شكلها الأصلي.

* Guard band:
1- بعد عملية (IFFT) يتم إضافة (Guard band).
2- تضاف (Guard band) إلى بداية كل (symbol).
3- ويشترط ان يكون مدة (Guard Band>channel maximum delay)
حتى لا يحدث عملية تداخل (ISI).

* من بعض المشاكل التي تحدث في ال (OFDM):
1- ظاهرة تداخل الرموز و التي يرمز لها ب (ISI) وهي ظاهرة تحدث نتيجة تفلطح طرفي ال (symbol) حيث يؤدي إلى زيادة في ال (band) المخصص لهذا الرمز وتسمى عملية التفلطح ب (dispersion) و هي تؤدي إلى فقد خاصية ال (orthogonal) في ال (OFDM).
وعملية التفلطح ناتجة عن ال( channel) أو الموجة نفسها يعني أن شكل أي موجه هو نتيجة مجموعة (signal)، يعني لنفرض أنه عندنا شكل معين يمثل شكل رمز فهو ناتج عن مجموعة إشارات فإن لكل موجة منه سرعة مختلفة فقد تصل واحدة قبل الأخرى، وبذلك لن يخرج الشكل المراد بالضبط، لذلك للتغلب على هذه الظاهرة يترك فترة زمنية بين كل (frame)، يعني نفترض انا ارسلنا ال (frame) الأولى من الصوت و الصورة فإننا ننتظر جزء من الوقت حتى نبعث ال (frame) الثانية، نفترض 5 ميكرو ثانية وهذا يسمى (guide time) أو (time band). إذاً لم نترك أي جزء من (band) التردد، لكن انتظرنا جزء من الوقت حتى نبعث المعلومات. إذاً عند حدوث تفلطح لطرفي الرمز فسوف يكون هناك فترة زمنية بين كل رمز لذلك لن يتم التداخل و يكون الوقت المتروك أكبر من التفلطح المتوقع حدوثه (large than the expected delay spread)
يعني هذا الوقت نتركه فاضي لا نرسل به أية معلومة.

2 - المشكله الأخرى وهي نتيجة لترك جزء من الوقت بين كل رمز و آخر لحل مشكلة (ISI)، هذا يؤدي إلى حدوث تداخل بال (sub carrier) حيث يؤثر على (orthogonal) بينهم حيث أن ال (transmitter) يكون مضبوط لإخراج ال (sub carrier) وراء بعض يعني لن ينتظر وقت. مثال لو كان يخرج الاول من 1 إلى 2 و الثاني من 2 إلى 4 ففي البداية سوف يكون الإرسال صحيح لكن بعد أن ننتظر وقت لإخراج الرمز الثاني يكون جزء من وقت ال (sub carrier) قد مرّ.
نلاحظ أنه أخرج الحامل الاول من 1-2 ثم الثاني من 2-4 ثم يخرج الحامل الأول ايضا من 1-2 لكن من الملاحظ أن جزء من الحامل الأول قد فقد و بدأ من 1.5-2 وهذا يسبب (ISI).
لحل هذه المشكلة نمد الحامل الثاني بدل من 2-4 الى 2-6 حيث يترك من 4-6 فاضي لا يحمل معلومات وبذلك يبدأ الحامل الثاني في نفس وقته تماما و يلتقي مع الرمز الذي يريد إرساله.