Көп жиілікті таратудың ортогоналды түрлендіру әдісі

OFDM – сандық деректерді көп жиілікте беру әдісі. Телекоммуникация, 4G/5G, DSL, сымсыз желілерде қолданылады. FFT алгоритмдері негізінде жұмыс істейді.

22 мин оқу

100%

Дереккөз: Orthogonal frequency-division multiplexing — Wikipedia

Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.

Мазмұны

Кіріспе

Сандық деректерді бірнеше тасымалдаушы жиіліктерде кодтау әдісі

Телекоммуникацияда ортогоналды жиілік бөлу мультиплексі (OFDM) – сандық (бинарлық) деректерді бірнеше тасымалдаушы жиіліктерде кодтау үшін қолданылатын сандық модуляцияның бір түрі. OFDM кең жолақты сандық байланыс үшін кең таралған схемаға айналды, ол цифрлық теледидар және аудио хабар тарату, DSL интернетке қол жеткізу, сымсыз желілер, электр желілері және 4G/5G ұялы байланыс сияқты салаларда қолданылады. OFDM – 1966 жылы Bell Labs қызметкері Роберт В. Чанг ұсынған жиілік бөлу мультиплексі (FDM) схемасы. Демодуляция жылдам Фурье түрлендіру алгоритмдеріне негізделген. OFDM 1971 жылы Вайнштейн мен Эберт қорғаныш интервалын енгізу арқылы жақсартылды, бұл көп жолды таралудың әсеріне ұшыраған тарату арналарында жақсы ортогоналдылықты қамтамасыз етеді. OFDM-нің бір тасымалдаушы схемаларына қарағанда басты артықшылығы – күрделі теңестіру сүзгілерін қажет етпей, қиын арна жағдайларына төтеп беру қабілеті (мысалы, ұзын мыс сымдағы жоғары жиіліктердің әлсіреуі, тар жолақты кедергілер және көп жолды таралуға байланысты жиіліктің таңдаулы сарғаюы). Каналды теңестіру оңайлатылады, өйткені OFDM бір жылдам модульделген кең жолақты сигналдың орнына көптеген баяу модульделген тар жолақты сигналдарды пайдалануға болады. Символдардың төмен жылдамдығы символдар арасындағы қорғаныш интервалын қолдануға мүмкіндік береді, бұл символдар арасындағы кедергілерді (ISI) жоюға және эхо мен уақыттың таралуын (аналогтық теледидарда бұл көлеңкелер мен бұлыңғырлық ретінде көрінеді) пайдаланып, әртүрлілік күшіне қол жеткізуге мүмкіндік береді, яғни сигнал мен шу арақатынасын жақсартуға. Бұл механизм бірнеше жақын орналасқан таратушылардың бір жиілікте бірдей сигналды бір уақытта жіберуін қамтамасыз ететін бір жиілікті желілерді (SFN) құруды да жеңілдетеді, өйткені алыс орналасқан таратушылардан келетін сигналдар дәстүрлі бір тасымалдаушы жүйенің кедергісін болдырмау үшін конструктивті түрде біріктірілуі мүмкін. Кодталған ортогоналды жиілік бөлу мультиплексі (COFDM) кезінде жіберілетін сигналға алдын ала қателерді түзету (конволюциялық кодтау) және уақыт/жиілік араласуы қолданылады. Бұл көп жолды таралу және Доплер эффектісінен зардап шеккен ұялы байланыс арналарындағы қателерді жою үшін жасалады. COFDM 1986 жылы Эврика 147 жобасы үшін Алард ұсынды. Іс жүзінде OFDM мұндай кодтау және араласумен бірге қолданылады, сондықтан COFDM және OFDM терминдері бірдей қолданыстарда қолданылады.

In telecommunications, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is a type of digital transmission used in digital modulation for encoding digital (binary) data on multiple carrier frequencies. OFDM has developed into a popular scheme for wideband digital communication, used in applications such as digital television and audio broadcasting, DSL internet access, wireless networks, power line networks, and 4G/5G mobile communications. OFDM is a frequency division multiplexing (FDM) scheme that was introduced by Robert W. Chang of Bell Labs in 1966. Demodulation is based on fast Fourier transform algorithms. OFDM was improved by Weinstein and Ebert in 1971 with the introduction of a guard interval, providing better orthogonality in transmission channels affected by multipath propagation. The main advantage of OFDM over single carrier schemes is its ability to cope with severe channel conditions (for example, attenuation of high frequencies in a long copper wire, narrowband interference and frequency selective fading due to multipath) without the need for complex equalization filters. Channel equalization is simplified because OFDM may be viewed as using many slowly modulated narrowband signals rather than one rapidly modulated wideband signal. The low symbol rate makes the use of a guard interval between symbols affordable, making it possible to eliminate intersymbol interference (ISI) and use echoes and time spreading (in analog television visible as ghosting and blurring, respectively) to achieve a diversity gain, i. e. a signal to noise ratio improvement. This mechanism also facilitates the design of single frequency networks (SFNs) where several adjacent transmitters send the same signal simultaneously at the same frequency, as the signals from multiple distant transmitters may be re combined constructively, sparing interference of a traditional single carrier system. In coded orthogonal frequency division multiplexing (COFDM), forward error correction (convolutional coding) and time/frequency interleaving are applied to the signal being transmitted. This is done to overcome errors in mobile communication channels affected by multipath propagation and Doppler effects. COFDM was introduced by Alard in 1986 for Digital Audio Broadcasting for Eureka Project 147. In practice, OFDM has become used in combination with such coding and interleaving, so that the terms COFDM and OFDM co apply to common applications.

Қолдану үлгілері

Төмендегі тізімде қазіргі қолданыстағы OFDM негізіндегі стандарттар мен өнімдердің шолуы келтірілген. Толық мәліметтер үшін мақаланың соңындағы "Қолданылуы" бөлімін қараңыз.

Негізгі ерекшеліктері

Төменде тізілген артықшылықтары мен кемшіліктері төмендегі Сипаттамалары мен жұмыс істеу принциптері бөлімінде одан әрі талқыланады.

Ортогоналдылық

Концептуалды тұрғыдан алғанда, OFDM — жиілікті бөлудің мультиплексі (FDM) әдісі, бірақ байланыс арнасындағы барлық субтасымалдаушы сигналдар бір-біріне ортогональды болуы керек. OFDM-де субтасымалдаушы жиіліктері субтасымалдаушылар бір-біріне перпендикуляр болатындай етіп таңдалады, яғни субканалдар арасындағы өзара әсер жойылады және тасымалдаушылар аралық қорғау жолақтары қажет емес. Бұл жіберуші мен қабылдаушының құрылымын едәуір жеңілдетеді; дәстүрлі FDM-нен айырмашылығы, әрбір субканал үшін жеке сүзгі қажет емес. Ортогоналдылық субтасымалдаушы арақашықтығы Δf = 1/TU Гц-қа тең болуын талап етеді, мұнда TU секунд — пайдалы символдың ұзақтығы (қабылдаушы жағындағы терезенің мөлшері), ал k — оң бүтін сан, әдетте 1-ге тең. Бұл әрбір тасымалдаушы жиілігі алдыңғы тасымалдаушыға қарағанда символ кезеңі ішінде k толық циклға көп өтеді дегенді білдіреді. Сондықтан N субтасымалдаушы болғанда, жалпы өткізу жолағының ені B ≈ N·Δf (Гц) болады. Ортогоналдылық жоғары спектрлік тиімділікті де қамтамасыз етеді, жалпы символ жылдамдығы эквивалентті базалық жолақты сигнал үшін Найквист жылдамдығына жақын (яғни, екі жақты жолақты физикалық өткізу жолақты сигнал үшін Найквист жылдамдығының жартысына жақын). Барлық қол жетімді жиілік жолағын пайдалануға болады. OFDM әдетте дерлік «ақ» спектрге ие, бұл оған басқа коканал пайдаланушыларына қатысты жақсы электромагниттік кедергі қасиеттерін береді. Мысал келтірейік: Пайдалы символдың ұзақтығы TU = 1 мс болса, ортогоналдылық үшін субтасымалдаушы арақашықтығы Δf = 1 кГц (немесе оның еселігі) қажет. N = 1000 субтасымалдаушы болғанда, жалпы өткізу жолағының ені NΔf = 1 МГц болады. Бұл символ уақыты үшін Найквист бойынша талап етілетін жолақтылық R/2 (біздің схемамыздың қол жеткізген жолақтылығының жартысы), мұнда R — бит жылдамдығы және N = FFT арқылы символға 1000 үлгі. Егер сақтандырғыш интервал қолданылса (төменде қараңыз), Найквист жолақтылық талабы одан да төмен болады. FFT нәтижесінде символға N = 1000 үлгі түседі. Егер сақтандырғыш интервал қолданылмаса, бұл 1 МГц үлгілік жылдамдығы бар базалық жолақты кешенді бағаланған сигналға әкеледі, бұл Найквист бойынша 0,5 МГц базалық жолақты енін қажет етеді. Алайда, өткізу жолағындағы RF сигналы негізгі жолақты сигналды тасымалдаушы толқынмен көбейту арқылы (яғни, қос жақты жолақты квадратуралық амплитудалық модуляция) жасалады, нәтижесінде өткізу жолағының ені 1 МГц болады. Бір жақты жолақты (SSB) немесе жақты жолақты (VSB) модуляциялау схемасы сол символ жылдамдығы үшін осы жолақты енінің жартысына жуығын (яғни, сол символдық әліпби ұзындығы үшін екі есе жоғары спектрлік тиімділікке) қол жеткізеді. Алайда, ол көп жолды кедергілерге сезімтал. OFDM қабылдаушы мен жіберушінің арасындағы жиілікті өте дәл синхрондауды талап етеді; жиілік ауытқуымен субтасымалдаушылар енді ортогональды болмайды, бұл тасымалдаушылар арасындағы кедергіге (ICI) (яғни, субтасымалдаушылар арасындағы әңгімеге) әкеледі. Жиілік ауытқулары әдетте жіберуші мен қабылдаушы осцилляторларының сәйкес келмеуінен немесе қозғалысқа байланысты Допплер эффектісінен туындайды. Допплер эффектісі қабылдағышпен өтелуі мүмкін, бірақ көп жолмен біріктірілгенде жағдай нашарлайды, өйткені шағылыстар әртүрлі жиілік ауытқуларында пайда болады, оларды түзету әлдеқайда қиын. Бұл эффект жылдамдық артуымен нашарлайды және жоғары жылдамдықты көлік құралдарында OFDM қолдануды шектейтін маңызды фактор болып табылады. Мұндай жағдайларда ICI-ді азайту үшін әрбір субтасымалдаушыны пішіндеуге болады, бұл ортогональ емес субтасымалдаушылардың өтісуіне әкеледі, нәтижесінде кедергі азаяды. Мысалы, WCP OFDM (салмақты циклдік префиксті ортогональды жиілікті бөлудің мультиплексі) деп аталатын қарапайым схема, таратушы шығысындағы қысқа сүзгілерді пайдаланудан тұрады, бұл потенциалды тікбұрышты импульсті пішіндеуді және субтасымалдаушы теңдеуі үшін бір ғана шүмекті пайдалану арқылы дерлік толық қалпына келтіруді жүзеге асырады. Басқа ICI-ді басу әдістері әдетте қабылдаушының күрделілігін едәуір арттырады.

Conceptually, OFDM is a specialized frequency division multiplexing (FDM) method, with the additional constraint that all subcarrier signals within a communication channel are orthogonal to one another. In OFDM, the subcarrier frequencies are chosen so that the subcarriers are orthogonal to each other, meaning that crosstalk between the sub channels is eliminated and inter carrier guard bands are not required. This greatly simplifies the design of both the transmitter and the receiver; unlike conventional FDM, a separate filter for each sub channel is not required. The orthogonality requires that the subcarrier spacing is Hertz, where TU seconds is the useful symbol duration (the receiver side window size), and k is a positive integer, typically equal to 1. This stipulates that each carrier frequency undergoes k more complete cycles per symbol period than the previous carrier. Therefore, with N subcarriers, the total passband bandwidth will be B ≈ N·Δf (Hz). The orthogonality also allows high spectral efficiency, with a total symbol rate near the Nyquist rate for the equivalent baseband signal (i. e., near half the Nyquist rate for the double side band physical passband signal). Almost the whole available frequency band can be used. OFDM generally has a nearly 'white' spectrum, giving it benign electromagnetic interference properties with respect to other co channel users. A simple example: A useful symbol duration TU = 1 ms would require a subcarrier spacing of (or an integer multiple of that) for orthogonality. N = 1,000 subcarriers would result in a total passband bandwidth of NΔf = 1 MHz. For this symbol time, the required bandwidth in theory according to Nyquist is (half of the achieved bandwidth required by our scheme), where R is the bit rate and where N = 1,000 samples per symbol by FFT. If a guard interval is applied (see below), Nyquist bandwidth requirement would be even lower. The FFT would result in N = 1,000 samples per symbol. If no guard interval was applied, this would result in a base band complex valued signal with a sample rate of 1 MHz, which would require a baseband bandwidth of 0.5 MHz according to Nyquist. However, the passband RF signal is produced by multiplying the baseband signal with a carrier waveform (i. e., double sideband quadrature amplitude modulation) resulting in a passband bandwidth of 1 MHz. A single side band (SSB) or vestigial sideband (VSB) modulation scheme would achieve almost half that bandwidth for the same symbol rate (i. e., twice as high spectral efficiency for the same symbol alphabet length). It is however more sensitive to multipath interference. OFDM requires very accurate frequency synchronization between the receiver and the transmitter; with frequency deviation the subcarriers will no longer be orthogonal, causing inter carrier interference (ICI) (i. e., cross talk between the subcarriers). Frequency offsets are typically caused by mismatched transmitter and receiver oscillators, or by Doppler shift due to movement. While Doppler shift alone may be compensated for by the receiver, the situation is worsened when combined with multipath, as reflections will appear at various frequency offsets, which is much harder to correct. This effect typically worsens as speed increases, and is an important factor limiting the use of OFDM in high speed vehicles. In order to mitigate ICI in such scenarios, one can shape each subcarrier in order to minimize the interference resulting in a non orthogonal subcarriers overlapping. For example, a low complexity scheme referred to as WCP OFDM (Weighted Cyclic Prefix Orthogonal Frequency Division Multiplexing) consists of using short filters at the transmitter output in order to perform a potentially non rectangular pulse shaping and a near perfect reconstruction using a single tap per subcarrier equalization. Other ICI suppression techniques usually drastically increase the receiver complexity.

FFT алгоритмін қолдану

Ортогоналдылық қабылдаушы жағында FFT алгоритмін, ал жіберуші жағында кері FFT-ні қолдану арқылы модулятор мен демодуляторды тиімді жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Принциптері мен кейбір пайдалары 1960 жылдардан бері белгілі болғанымен, OFDM бүгінде кең жолақты коммуникациялар үшін арзан цифрлық сигналды өңдеу компоненттерінің FFT-ті тиімді есептеу мүмкіндігі арқасында танымал. Кері FFT немесе FFT есептеу уақыты әр символдың уақытынан кем болуы керек, мысалы, DVB-T (FFT 8k) үшін есептеу 896 мкс немесе одан аз уақытта орындалуы тиіс. N нүктелі FFT үшін бұл шамамен былай есептелуі мүмкін: Intel Pentium M 1.6 ГГц процессор 387 мкс-та орындайды. Intel Core Duo 3.0 ГГц процессор 96.8 мкс-та орындайды.

Символдар арасындағы араласуды жою үшін күзет аралығы

OFDM-нің негізгі қағидаларының бірі – символдар жылдамдығы төмен модуляция схемалары (яғни, символдар каналдың уақыт сипаттамаларымен салыстырғанда салыстырмалы түрде ұзақ болса) көп жолды таралудан туындаған символдар арасындағы кедергіге аз бейімделетіндіктен, бір жоғары жылдамдықты ағынның орнына бірнеше төмен жылдамдықты ағындарды параллель түрде тарату тиімді. Әрбір символдың ұзақтығы ұзақ болғандықтан, OFDM символдарының арасына күзет интервалын қоюға болады, осылайша символдар арасындағы кедергіні жоюға болады. Күзет интервалы сонымен қатар импульстік пішіндеу сүзгісінің қажеттілігін жояды және уақыт синхронизациясы мәселелеріне сезімталдықты азайтады. Мысал келтірейік: егер сымсыз канал арқылы дәстүрлі бір тасымалдағыш модуляциясын қолданып секундына миллион символ жіберілсе, онда әрбір символдың ұзақтығы бір микросекунд немесе одан да аз болады. Бұл синхронизацияға қатысты қатаң шектеулер қояды және көп жолды кедергіні жоюды талап етеді. Егер осы миллион символ секундына мың субканалға бөлінсе, әрбір символдың ұзақтығы шамамен бірдей ені бар ортогоналдылық үшін мың есе ұзағырақ болуы мүмкін (яғни, бір миллисекунд). Әрбір символдың арасында символ ұзындығының 1/8 бөлігіне тең күзет интервалы қосылған деп есептейік. Көп жолды таралудың уақыттық ұзақтығы (бірінші және соңғы эхоны қабылдау арасындағы уақыт) күзет интервалынан қысқа болса (яғни, 125 микросекунд), символдар арасындағы кедергіге жол бермеуге болады. Бұл жолдар ұзындығының арасындағы максималды айырмашылық 37,5 километрге тең. Күзет интервалында берілетін циклдық префикс – OFDM символының соңының күзет интервалына көшірілген нұсқасынан тұрады, ал күзет интервалы OFDM символынан кейін беріледі. Күзет интервалының OFDM символының соңының көшірмесінен тұру себебі – қабылдағыш FFT арқылы OFDM демодуляциясын орындағанда, әрбір көп жолды таралу үшін синусоидалық циклдардың толық саны бойынша интегралдау үшін. Ultrawideband сияқты кейбір стандарттарда, берілетін қуатты үнемдеу үшін циклдық префикс жіберілмейді және күзет интервалы кезінде ештеңе жіберілмейді. Осы жағдайда қабылдағыш OFDM символының соңғы бөлігін көшіріп, оны басындағы бөлікке қосып, циклдық префикс функциясын имитациялауға тиіс.

One key principle of OFDM is that since low symbol rate modulation schemes (i. e., where the symbols are relatively long compared to the channel time characteristics) suffer less from intersymbol interference caused by multipath propagation, it is advantageous to transmit a number of low rate streams in parallel instead of a single high rate stream. Since the duration of each symbol is long, it is feasible to insert a guard interval between the OFDM symbols, thus eliminating the intersymbol interference. The guard interval also eliminates the need for a pulse shaping filter, and it reduces the sensitivity to time synchronization problems. A simple example: If one sends a million symbols per second using conventional single carrier modulation over a wireless channel, then the duration of each symbol would be one microsecond or less. This imposes severe constraints on synchronization and necessitates the removal of multipath interference. If the same million symbols per second are spread among one thousand sub channels, the duration of each symbol can be longer by a factor of a thousand (i. e., one millisecond) for orthogonality with approximately the same bandwidth. Assume that a guard interval of 1/8 of the symbol length is inserted between each symbol. Intersymbol interference can be avoided if the multipath time spreading (the time between the reception of the first and the last echo) is shorter than the guard interval (i. e., 125 microseconds). This corresponds to a maximum difference of 37.5 kilometers between the lengths of the paths. The cyclic prefix, which is transmitted during the guard interval, consists of the end of the OFDM symbol copied into the guard interval, and the guard interval is transmitted followed by the OFDM symbol. The reason that the guard interval consists of a copy of the end of the OFDM symbol is so that the receiver will integrate over an integer number of sinusoid cycles for each of the multipaths when it performs OFDM demodulation with the FFT. In some standards such as Ultrawideband, in the interest of transmitted power, cyclic prefix is skipped and nothing is sent during the guard interval. The receiver will then have to mimic the cyclic prefix functionality by copying the end part of the OFDM symbol and adding it to the beginning portion.

Қарапайымдастырылған теңестіру

Жиілікті таңдаулы каналдың жағдайлары, мысалы, көп жолды таралудан туындаған әлсіреудің әсері, егер OFDM қосалқы каналы жеткілікті тар жолақты болса (яғни, қосалқы каналдардың саны жеткілікті көп болса), онда ол OFDM қосалқы каналында тұрақты (жазық) деп есептелуі мүмкін. Бұл қабылдағышта жиілік доменін теңестіруге мүмкіндік береді, бұл дәстүрлі бір тасымалдағыш модуляциясында қолданылатын уақыт доменін теңестіруге қарағанда әлдеқайда қарапайым. OFDM-де теңестіргіш тек әрбір OFDM символында анықталған әрбір қосалқы тасымалдағышты (әрбір Фурье коэффициентін) тұрақты кешенді санға немесе сирек өзгертілетін мәнге көбейтуі керек. Негізгі деңгейде, қарапайым цифрлық теңестіргіштер жақсырақ, себебі олар аз операцияларды қажет етеді, бұл теңестіргіштегі дөңгелектеу қатесін азайтуға әкеледі. Бұл дөңгелектеу қателерін сандық шу ретінде қарастыруға болады және олар сөзсіз болады. Мысалымыз: жоғарыдағы сандық мысалдағы OFDM теңестіруі бір қосалқы тасымалдағыш және символ үшін бір кешенді бағаланған көбейтуді қажет етеді (яғни, OFDM символы үшін кешенді көбейтулер; яғни, қабылдағышта секундына бір миллион көбейту). FFT алгоритмі [бұл дәл емес: осы кешенді көбейтулердің жартысынан астамы тривиальды, яғни 1-ге тең және бағдарламалық қамтамасыз етуде немесе аппараттық құралдарда іске асырылмайды] кешенді бағаланған көбейтуді қажет етеді. Қабылдағыш және жібергіш тарапында OFDM символы үшін (яғни, секундына 10 миллион көбейту). Бұл мысалда айтылған бір миллион символ/секундтық бір тасымалдағыш модуляция жағдайымен салыстырылуы керек, онда FIR сүзгісін қолдану арқылы 125 микросекундтық уақыттың кеңеюін теңестіру, қарапайым іске асыруда, символ үшін 125 көбейтуді қажет етеді (яғни, секундына 125 миллион көбейту). FIR сүзгісіне негіделген уақыт доменін теңестіру үшін қажетті көбейту санын OFDM-мен салыстырмалы деңгейге дейін азайту үшін FFT техникаларын пайдалануға болады, бірақ бұл қабылдау мен декодтау арасындағы кешігудің өсуіне әкеледі, ол да OFDM-мен салыстырмалы болады. Егер әрбір қосалқы тасымалдағышқа DPSK немесе DQPSK сияқты дифференциалдық модуляция қолданылса, теңестіруді толығымен болдырмауға болады, себебі бұл когерентсіз схемалар амплитуда мен фазалық бұрмаланудың баяу өзгеруіне сезімтал емес. Бір жағынан, FFT немесе ішінара FFT пайдалану арқылы FIR теңестіруін жақсарту математикалық тұрғыдан OFDM-ге жақындатады, бірақ OFDM техникасын түсіну және іске асыру оңайырақ, ал қосалқы каналдарды теңестіру коэффициенттерін өзгертуден басқа тәсілдермен тәуелсіз түрде бейімдеуге болады, мысалы, әртүрлі QAM жұлдыздық конфигурациялары мен қателерді түзету схемаларының арасында ауысу арқылы әрбір қосалқы каналдың шу және кедергі сипаттамаларына сәйкес келуге болады. Кейбір OFDM символдарындағы кейбір қосалқы тасымалдағыштар каналдың жағдайын өлшеу үшін пилоттық сигналдарды алып жүруі мүмкін (яғни, әрбір қосалқы тасымалдағыш үшін теңестіргіштің күшеюін және фазалық ығысуын). Пилоттық сигналдар мен оқу символдары (преамбулалар) уақытты синхрондау үшін (символдар арасындағы өзара әсерді болдырмау үшін, ISI) және жиілікті синхрондау үшін (Доплер эффектісінен туындаған тасымалдағыштар арасындағы өзара әсерді болдырмау үшін, ICI) пайдаланылуы мүмкін. OFDM бастапқыда сымды және стационарлық сымсыз байланыс үшін қолданылды. Алайда, жоғары мобильді ортада жұмыс істейтін қолданбалардың саны артып келе жатқандықтан, көп жолды таралу мен Доплер эффектісінің үйлесімінен туындаған дисперсиялық әлсіреудің әсері маңыздырақ болады. Соңғы он жылда екі есе таңдаулы каналдар арқылы OFDM трансляциясын теңестіру қалай жүргізуге болады деген зерттеулер жүргізілді.

The effects of frequency selective channel conditions, for example fading caused by multipath propagation, can be considered as constant (flat) over an OFDM sub channel if the sub channel is sufficiently narrow banded (i. e., if the number of sub channels is sufficiently large). This makes frequency domain equalization possible at the receiver, which is far simpler than the time domain equalization used in conventional single carrier modulation. In OFDM, the equalizer only has to multiply each detected subcarrier (each Fourier coefficient) in each OFDM symbol by a constant complex number, or a rarely changed value. On a fundamental level, simpler digital equalizers are better because they require fewer operations, which translates to fewer round off errors in the equalizer. Those round off errors can be viewed as numerical noise and are inevitable. Our example: The OFDM equalization in the above numerical example would require one complex valued multiplication per subcarrier and symbol (i. e., complex multiplications per OFDM symbol; i. e., one million multiplications per second, at the receiver). The FFT algorithm requires [this is imprecise: over half of these complex multiplications are trivial, i. e. = to 1 and are not implemented in software or HW]. complex valued multiplications per OFDM symbol (i. e., 10 million multiplications per second), at both the receiver and transmitter side. This should be compared with the corresponding one million symbols/second single carrier modulation case mentioned in the example, where the equalization of 125 microseconds time spreading using a FIR filter would require, in a naive implementation, 125 multiplications per symbol (i. e., 125 million multiplications per second). FFT techniques can be used to reduce the number of multiplications for an FIR filter based time domain equalizer to a number comparable with OFDM, at the cost of delay between reception and decoding which also becomes comparable with OFDM. If differential modulation such as DPSK or DQPSK is applied to each subcarrier, equalization can be completely omitted, since these non coherent schemes are insensitive to slowly changing amplitude and phase distortion. In a sense, improvements in FIR equalization using FFTs or partial FFTs leads mathematically closer to OFDM, but the OFDM technique is easier to understand and implement, and the sub channels can be independently adapted in other ways than varying equalization coefficients, such as switching between different QAM constellation patterns and error correction schemes to match individual sub channel noise and interference characteristics. Some of the subcarriers in some of the OFDM symbols may carry pilot signals for measurement of the channel conditions (i. e., the equalizer gain and phase shift for each subcarrier). Pilot signals and training symbols (preambles) may also be used for time synchronization (to avoid intersymbol interference, ISI) and frequency synchronization (to avoid inter carrier interference, ICI, caused by Doppler shift). OFDM was initially used for wired and stationary wireless communications. However, with an increasing number of applications operating in highly mobile environments, the effect of dispersive fading caused by a combination of multi path propagation and doppler shift is more significant. Over the last decade, research has been done on how to equalize OFDM transmission over doubly selective channels.

Каналдарды кодтау және араласқан

OFDM әрқашан арналық кодтаумен (алдын ала қателерді түзету) бірге қолданылады және көбінесе жиілік және/немесе уақыт араластыруды пайдаланады. Жиілік (қосалқы тасымалдаушы) араластыру жиілікті таңдаулы арна жағдайларына, мысалы, сигналдың әлсіреуіне төзімділікті арттырады. Мысалы, арна жолағының бір бөлігі әлсірегенде, жиілік араластыру сигналдың әлсіреген бөлігіндегі субтасымалдаушылардан туындаған бит қателерінің бит ағынында шоғырланбай, таралуын қамтамасыз етеді. Сол сияқты, уақыт араластыру бастапқыда бит ағынында бір-біріне жақын орналасқан биттердің уақыт бойынша алысқа берілуін қамтамасыз етеді, осылайша жоғары жылдамдықпен қозғалғанда болатын күшті әлсіреуден сақтайды. Дегенмен, уақыт араластыру баяу әлсірейтін арналарда, мысалы, стационарлық қабылдау үшін көп пайда бермейді, ал тар жолақты арналар үшін жиілік араластыру аз немесе ешқандай пайда бермейді. OFDM-де араластыруды қолдану себебі – қателерді қателерді түзету декодеріне ұсынылған бит ағынында таратуға тырысу, себебі декодерлер қателердің жоғары концентрациясымен ұсынылғанда барлық бит қателерін түзе алмайды және түзетілмеген қателердің күшті шабуылы болады. Аудио деректерін кодтаудың ұқсас принципі компакт-дискінің (CD) ойнатылуын сенімді етеді. OFDM негізделген жүйелерде қолданылатын классикалық қателерді түзету түрі – конволюциялық кодтау, көбінесе Рид-Соломон кодтауымен біріктіріледі. Әдетте, екі кодтау қабатының арасында қосымша араластыру (жоғарыда аталған уақыт және жиілік араластыруынан өзге) жүзеге асырылады. Рид-Соломон кодтауын сыртқы қателерді түзету коды ретінде таңдау, ішкі конволюциялық декодтау үшін қолданылатын Витерби декодерінің қателердің жоғары концентрациясы болғанда қысқа қателік шабуылдарын тудыратынын ескеруге негізделген, ал Рид-Соломон кодтары қателік шабуылдарын түзетуге өте қолайлы. Алайда, жаңа жүйелер көбінесе турбо-декодтау принципін қолданатын, жақын оңтайлы қателерді түзету кодтарын қабылдайды, онда декодер қажетті шешімге қарай итерациялайды. Мұндай қателерді түзету кодтау түрлерінің мысалдары – турбо кодтар және LDPC кодтары, олар Аддитивті ақ Гаусс шуы (AWGN) арнасы үшін Шеннон шегіне жақын жұмыс істейді. Бұл кодтарды іске асырған кейбір жүйелер оларды Рид-Соломонмен (мысалы, MediaFLO жүйесінде) немесе BCH кодтарымен (DVB-S2 жүйесінде) біріктіріп, жоғары сигнал-шу қатынастарында осы кодтарға тән қателік еденін жақсартады.

OFDM is invariably used in conjunction with channel coding (forward error correction), and almost always uses frequency and/or time interleaving. Frequency (subcarrier) interleaving increases resistance to frequency selective channel conditions such as fading. For example, when a part of the channel bandwidth fades, frequency interleaving ensures that the bit errors that would result from those subcarriers in the faded part of the bandwidth are spread out in the bit stream rather than being concentrated. Similarly, time interleaving ensures that bits that are originally close together in the bit stream are transmitted far apart in time, thus mitigating against severe fading as would happen when travelling at high speed. However, time interleaving is of little benefit in slowly fading channels, such as for stationary reception, and frequency interleaving offers little to no benefit for narrowband channels that suffer from flat fading (where the whole channel bandwidth fades at the same time). The reason why interleaving is used on OFDM is to attempt to spread the errors out in the bit stream that is presented to the error correction decoder, because when such decoders are presented with a high concentration of errors the decoder is unable to correct all the bit errors, and a burst of uncorrected errors occurs. A similar design of audio data encoding makes compact disc (CD) playback robust. A classical type of error correction coding used with OFDM based systems is convolutional coding, often concatenated with Reed Solomon coding. Usually, additional interleaving (on top of the time and frequency interleaving mentioned above) in between the two layers of coding is implemented. The choice for Reed Solomon coding as the outer error correction code is based on the observation that the Viterbi decoder used for inner convolutional decoding produces short error bursts when there is a high concentration of errors, and Reed Solomon codes are inherently well suited to correcting bursts of errors. Newer systems, however, usually now adopt near optimal types of error correction codes that use the turbo decoding principle, where the decoder iterates towards the desired solution. Examples of such error correction coding types include turbo codes and LDPC codes, which perform close to the Shannon limit for the Additive White Gaussian Noise (AWGN) channel. Some systems that have implemented these codes have concatenated them with either Reed Solomon (for example on the MediaFLO system) or BCH codes (on the DVB S2 system) to improve upon an error floor inherent to these codes at high signal to noise ratios.

Адаптациялық беріліс

Каналдың қиын жағдайларына төзімділік, егер канал туралы ақпарат кері арна арқылы жіберілсе, одан әрі арттырылуы мүмкін. Осы кері байланыс ақпаратына сүйене отырып, адаптивті модуляция, арналық кодтау және қуатты бөлу барлық субтасымалдаушылар бойынша немесе әрбір субтасымалдаушыға жеке-жеке қолданылуы мүмкін. Соңғы жағдайда, егер жиіліктердің белгілі бір диапазоны кедергіге немесе әлсіреуге ұшыраса, сол диапазон ішіндегі тасымалдаушыларды өшіруге немесе оларға күштірек модуляция немесе қателіктерді түзету кодтауын қолдану арқылы жылдамдығын төмендетуге болады. Дискретті көп тонды модуляция (DMT) термині – бұл OFDM негізіндегі байланыс жүйелерін білдіреді, олар әрбір субтасымалдаушы үшін канал жағдайларына сәйкес, «бит жүктеу» арқылы берілісті бейімдейді. Мысалдарға ADSL және VDSL жатады. Жоғары және төмен ағындардың жылдамдығын әр мақсат үшін көбірек немесе аз тасымалдаушыларды бөлу арқылы өзгертуге болады. Жылдамдықты бейімдейтін DSL-дің кейбір түрлері осы мүмкіндікті нақты уақытта пайдаланады, сондықтан биттік ағын коканалдық кедергіге бейімделеді және жолақты ең мұқтаж абонентке бөліп береді.

OFDM-ді бірнеше қол жеткізумен кеңейту

OFDM бастапқы нысанында сандық модуляция әдісі ретінде қарастырылады, көп пайдаланушы арнасына қол жеткізу әдісі емес, себебі ол бір байланыс арнасы арқылы бір биттік ағынды бір OFDM символдары тізбегін пайдалану арқылы беруге қолданылады. Дегенмен, OFDM пайдаланушыларды уақыт, жиілік немесе кодтау арқылы бөлуді пайдалана отырып, көптеген қолжеткізулермен біріктірілуі мүмкін. Ортогоналды жиіліктік бөлумен көптеген кіру (OFDMA) жиіліктік бөлумен көптеген кіруді әртүрлі OFDM субканалдарын әртүрлі пайдаланушыларға тағайындау арқылы жүзеге асырады. OFDMA, CDMA сияқты, әртүрлі пайдаланушыларға әртүрлі сандағы субтасымалдаушыларды тағайындау арқылы әртүрлі қызмет сапасын қолдайды, соның салдарынан күрделі пакеттік жоспарлау немесе ортаға қолжеткізуді басқару схемаларынан аулақ болуға болады. OFDMA қолданылады: IEEE 802.16 Wireless MAN стандартының мобильдік режимінде, көбінесе WiMAX деп аталады, IEEE 802.20 мобильді Wireless MAN стандартында, көбінесе MBWA деп аталады, 3GPP Long Term Evolution (LTE) төртінші буын мобильді кеңжолақты стандарттың төменгі байланысында. Радио интерфейсі бұрын Жоғары жылдамдықты OFDM пакеттік кіру (HSOPA) деп аталатын, қазір Evolved UMTS Terrestrial Radio Access (E UTRA) деп аталады. 3GPP 5G NR (New Radio) бесінші буын мобильді желі стандартының төменгі және жоғарғы байланысында. 5G NR LTE-нің жалғасы болып табылады. қазір тоқтатылған Qualcomm/3GPP2 Ultra Mobile Broadband (UMB) жобасында, ол CDMA2000-нің ізбасары ретінде қарастырылған, бірақ LTE-мен алмастырылды. OFDMA сондай-ақ IEEE 802.22 сымсыз аймақтық желілер (WRAN) үшін қолжеткізу әдісіне үміткер болып табылады. Жобаның мақсаты – VHF төменгі UHF спектрінде (телевизиялық спектрде) жұмыс істейтін алғашқы когнитивтік радио негізіндегі стандартты жобалау. 802.11 стандартының соңғы түзетуі, атап айтқанда 802.11ax, жоғары тиімділік пен бір уақытта байланыс үшін OFDMA-ны қамтиды. Көп тасымалдаушы кодтық бөлумен көптеген кіру (MC CDMA), сондай-ақ OFDM CDMA деп те аталады, пайдаланушыларды кодтау арқылы бөлу үшін OFDM-ды CDMA кең спектрлі байланысымен біріктіреді. Ко-арналық кедергілерді азайтуға болады, яғни қолмен бекітілген арнаны бөлу (FCA) жиілік жоспарлау оңайлатылады немесе күрделі динамикалық арнаны бөлу (DCA) схемаларынан аулақ болады.

OFDM in its primary form is considered as a digital modulation technique, and not a multi user channel access method, since it is used for transferring one bit stream over one communication channel using one sequence of OFDM symbols. However, OFDM can be combined with multiple access using time, frequency or coding separation of the users. In orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), frequency division multiple access is achieved by assigning different OFDM sub channels to different users. OFDMA supports differentiated quality of service by assigning different number of subcarriers to different users in a similar fashion as in CDMA, and thus complex packet scheduling or medium access control schemes can be avoided. OFDMA is used in:
the mobility mode of the IEEE 802.16 Wireless MAN standard, commonly referred to as WiMAX,
the IEEE 802.20 mobile Wireless MAN standard, commonly referred to as MBWA,
the 3GPP Long Term Evolution (LTE) fourth generation mobile broadband standard downlink. The radio interface was formerly named High Speed OFDM Packet Access (HSOPA), now named Evolved UMTS Terrestrial Radio Access (E UTRA). the 3GPP 5G NR (New Radio) fifth generation mobile network standard downlink and uplink. 5G NR is the successor to LTE. the now defunct Qualcomm/3GPP2 Ultra Mobile Broadband (UMB) project, intended as a successor of CDMA2000, but replaced by LTE. OFDMA is also a candidate access method for the IEEE 802.22 Wireless Regional Area Networks (WRAN). The project aims at designing the first cognitive radio based standard operating in the VHF low UHF spectrum (TV spectrum). the most recent amendment of 802.11 standard, namely 802.11ax, includes OFDMA for high efficiency and simultaneous communication. In multi carrier code division multiple access (MC CDMA), also known as OFDM CDMA, OFDM is combined with CDMA spread spectrum communication for coding separation of the users. Co channel interference can be mitigated, meaning that manual fixed channel allocation (FCA) frequency planning is simplified, or complex dynamic channel allocation (DCA) schemes are avoided.

Ғарыш кеңістігінің әртүрлілігі

OFDM негізіндегі кең аумақтық хабар таратуда қабылдағыштар бірнеше кеңістікте тараған хабар таратушылардан бір мезгілде сигнал алудан пайда көреді, себебі хабар таратушылар шектеулі сандағы субтасымалдаушыларда ғана бір-біріне зиянды кедергі келтіреді, ал көбінесе кең аумақта жабу аймағын кеңейтеді. Бұл көптеген елдерде өте тиімді, себебі ол ұлттық бір жиілікті желілердің (SFN) жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, онда көптеген таратушылар бір арна жиілігі бойынша бірдей сигналды бір уақытта жібереді. SFN желілері бағдарламалық мазмұн әртүрлі тасымалдаушы жиіліктерінде көшірілетін дәстүрлі көп жиілікті хабар тарату желілеріне (MFN) қарағанда қолданылатын спектрді тиімдірек пайдаланады. SFN желілері сонымен қатар таратушылардың арасында орналасқан қабылдағыштарда әртүрліліктің артуын қамтамасыз етеді. Жабу аймағы ұлғаяды және МFN желісімен салыстырғанда, сигналдың үзілу ықтималдығы төмендейді, себебі барлық субтасымалдаушылар бойынша орташа есеппен алынған сигнал күші артады. Қорғау аралығында тек артық деректер бар болғанымен, бұл желінің сыйымдылығын төмендетеді, бірақ кейбір OFDM негізделген жүйелер, мысалы, кейбір хабар тарату жүйелері, SFN желісінде таратушыларды бір-бірінен алыстату үшін ұзақ қорғау аралығын әдейі пайдаланады, ал ұзақ қорғау аралықтары SFN желісінің ұяшық өлшемдерінің үлкен болуына мүмкіндік береді. SFN желісіндегі таратушылар арасындағы ең үлкен қашықтық – сигналдың қорғау аралығында жүріп өтетін қашықтығына тең. Мысалы, 200 микросекундтық қорғау аралығы таратушыларды бір-бірінен 60 км қашықтықта орналастыруға мүмкіндік береді. Бір жиілікті желі – таратушылардың макроәртүрлілігінің бір түрі. Бұл тұжырым динамикалық бір жиілікті желілерде (DSFN) одан әрі қолданылады, онда SFN тобы уақыт слотынан уақыт слотына ауыстырылады. OFDM кеңістіктегі әртүрліліктің басқа түрлерімен де үйлестірілуі мүмкін, мысалы, антенна тізімдерімен және MIMO арналарымен. Бұл IEEE 802.11 сымсыз LAN стандарттарында іске асырылады.

Бір тасымалдаушы мен көп тасымалдаушы арасындағы тиімділікті салыстыру

Кез келген байланыс жүйесінің өнімділігі оның қуат тиімділігі және жолақтық тиімділігі арқылы өлшенеді. Қуат тиімділігі – байланыс жүйесінің төмен қуат деңгейінде берілген сигналдың бит қателік деңгейін (BER) сақтау қабілетін көрсетеді. Жолақтық тиімділігі берілген жолақты қаншалықты тиімді пайдаланатынын көрсетеді және бір герцке шаққандағы деректердің өтімділік жылдамдығы ретінде анықталады. Егер көптеген субтасымалдаушылар қолданылса, оптикалық талшық арнасын пайдаланатын OFDM сияқты көп тасымалдаушы жүйенің жолақтық тиімділігі мына формуламен анықталады:

мұндағы – секундына гигасимволдар (Gsps) есебіндегі символ жылдамдығы, – OFDM сигналының жолақтығы, ал 2 коэффициенті талшықтағы екі поляризациялық күйге байланысты. Ортогональді жиілік бөлу мультиплексі арқылы көп тасымалдаушы модуляциясын қолдану жолақтықты үнемдеуге мүмкіндік береді. Сондықтан, көп тасымалдаушы жүйенің жолақтығы бір тасымалдаушы жүйеге қарағанда кішірек, демек көп тасымалдаушы жүйенің жолақтық тиімділігі бір тасымалдаушы жүйеден жоғары.

С. № Беріліс түрі M QAM M-дегі M Биттік жылдамдық Талшық ұзындығы Қабылданған қуат, BER 10−9 кезінде Жолақтық тиімділігі
1 Бір тасымалдаушы 64 1 10 Гбит/с 20 км −37.3dBm 6.0000
2 Көп тасымалдаушы 64 128 10 Гбит/с 20 км −36.3dBm 10.6022

Қабылдағыш қуаты тек 1 дБ-ға артты, бірақ көп тасымалдаушы тарату техникасын қолдану арқылы жолақтық тиімділігі 76,7% жақсарды.

Идеалданған жүйелік модель

Бұл бөлім уақыт бойынша өзгермейтін AWGN арнасына сәйкес келетін қарапайым, идеалдандырылған OFDM жүйесінің моделін сипаттайды.

Беруші

OFDM тасымалдаушы сигналы – бірнеше ортогональды субтасымалдаушылардың қосындысы, әрбір субтасымалдаушыдағы негізгі жолақты деректер, әдетте, квадратуралық амплитудалық модуляция (QAM) немесе фазалық ығыстыру кілті (PSK) сияқты модульдеу түрлерін пайдалана отырып, тәуелсіз түрде модульделеді. Бұл күрделі негізгі жолақты сигнал әдетте негізгі радиожиілікті тасымалдаушыны модульдеу үшін қолданылады. – екілік сандардың тізбегі. Кері мультиплекстеу арқылы, бұл тізбек алдымен параллель ағындарға бөлінеді, және әрқайсысы модульдеу шоқжұлдызын (QAM, PSK және т.б.) пайдалана отырып, (күрделі болуы мүмкін) символдар тізбегіне бейімделеді. Шоқжұлдыздар әртүрлі болуы мүмкін, сондықтан кейбір ағындардың биттік жылдамдығы басқаларынан жоғары болуы мүмкін. Әрбір символдар жиынтығы үшін кері FFT есептеледі, нәтижесінде күрделі уақыт доменіндегі үлгілер жиынтығы алынады. Бұл үлгілер стандартты әдіспен квадратуралық араластырылып, өткізу жолағына жіберіледі. Нақты және жорамал бөліктері алдымен цифрлық-аналогтық түрлендіргіштер (DAC) арқылы аналогтық доменге түрлендіріледі; аналогтық сигналдар содан кейін тасымалдаушы жиілігіндегі косинус және синус толқындарын модульдеу үшін қолданылады. Бұл сигналдар қосылып, тарату сигналын құрайды.

Қабылдаушы

Қабылдағыш сигналды қабылдайды, содан кейін тасымалдаушы жиілігіндегі косинус және синус толқындары арқылы төмен жиілікті араластыру арқылы негізгі жолаққа түрлендіріледі. Бұл орталық жиілікке шоғырланған сигналдарды да жасайды, сондықтан оларды жою үшін төмен өткіргіш сүзгілер қолданылады. Негізгі жолақты сигналдар аналог-цифрлық түрлендіргіштер (АЦТ) арқылы дискреттеледі және цифрлық түрге келтіріледі, ал тікелей FFT жиілік доменіне кері түрлендіру үшін қолданылады. Бұл параллель ағындарды береді, олардың әрқайсысы тиісті символ детекторы арқылы екілік ағынға түрлендіріледі. Содан кейін бұл ағындар реттік ағынға қайта біріктіріледі, ол жіберушідегі бастапқы екілік ағынның бағаланған шамасы болып табылады.

Электр желісі технологиясы

OFDM көптеген электр желісі құрылғыларында электр сымдары арқылы цифрлық қосылымдарды кеңейту үшін қолданылады. Адаптивтік модуляция, электр сымдары сияқты шулы канал үшін ерекше маңызды. "Prime" және "G3" деп аталатын кейбір орташа жылдамдықты смарт-эсептегіш модемдері, электр желісіндегі символдар арасындағы өзара әсерді жеңу үшін қарапайым жиіліктерде (30–100 кГц) және шамалы сандағы каналдарда (бірнеше жүз) OFDM-ді пайдаланады. IEEE 1901 стандарттарында екі үйлесімсіз физикалық қабаттар бар, олардың екеуі де OFDM-ді қолданады. ITU-T G.hn стандарты, қолданыстағы үй сымдары (электр желілері, телефон желілері және коаксиалдық кабельдер) арқылы жоғары жылдамдықты жергілікті желілерді қамтамасыз етеді, ол адаптивтік модуляциясы бар OFDM және төмен тығыздықты теңгерімділік тексеру (LDPC) FEC кодымен сипатталатын PHY қабатына негізделген. Осындай стандарт DVB жобасымен әзірленді және кодификацияланды, Цифрлық бейне хабар тарату (DVB); жердегі цифрлық теледидар үшін кадрлық құрылым, арналық кодтау және модуляция. Көбінесе DVB-T деп аталатын стандарт, модуляция үшін COFDM-ді пайдалануды ғана талап етеді. DVB-T қазір Еуропада және басқа да аймақтарда жер үстінен цифрлық теледидар үшін кеңінен қолданылады.

SDARS

XM спутниктік радиосы мен Sirius спутниктік радиосы пайдаланатын Сандық аудио радио қызметінің (SDARS) жер үсті сегменттері кодталған OFDM (COFDM) технологиясы арқылы таратылады. "Кодталған" термині алдын ала қателерді түзету (FEC) әдісінің қолданылуынан туындайды. Дегенмен, 2017 жылдың қараша айында FCC, COFDM негізінде құрылған жаңа хабар тарату стандарты – ATSC 3.0-қа ерікті түрде көшуді бекітті. Америкадағы алғашқы цифрлық теледидарға көшуден өзгеше, телеарналарға ATSC 3.0 стандарты бойынша хабар тарату үшін жеке жиіліктер берілмейді және олар белгілі бір мерзімге дейін ATSC 3.0-ға ауысуға міндетті емес. АҚШ-та сатылатын теледидарлар ATSC 3.0 стандартын қабылдау мүмкіндігімен жабдырылуы талап етілмейді. Толық қуатты телеарналар ATSC 3.0 стандартына көшуге құқылы, бірақ олар 2022 жылдың қараша айына дейін нарықтағы басқа станциямен (ұқсас қамту аймағымен) бір уақытта хабар тарату туралы келісім арқылы негізгі арналарын қолжетімді етуі керек. COFDM технологиясының басты артықшылықтарының бірі – радио хабарларын атмосфералық құбылыстарға немесе ұшатын объектілерге байланысты көп жолды бұрмалау мен сигналдың әлсіреуіне қарсы тұру қабілеті. COFDM технологиясын қолдаушылар оның 8VSB технологиясымен салыстырғанда көп жолды бұрмалауға төзімділігі жоғары екенін айтады. 8VSB DTV (цифрлық теледидар) қабылдағыштарының алғашқы үлгілері сигналды қабылдауда қиындықтарға тап болатын. Сонымен қатар, COFDM бір жиілікті желілерді құруға мүмкіндік береді, бұл 8VSB технологиясымен мүмкін емес. Алайда, 8VSB қабылдағыштарының жаңа үлгілері көп жолды бұрмалауды басқаруда жақсы нәтижелер көрсетеді, сондықтан эквалайзер дизайнындағы жетістіктерге байланысты өнімділік арасындағы айырмашылық азаюы мүмкін.

Цифрлық радио

COFDM басқа радио стандарттары үшін де қолданылады, мысалы, Digital Audio Broadcasting (DAB) – VHF жиіліктеріндегі цифрлық аудио хабар тарату стандарты, Digital Radio Mondiale (DRM) – қысқа және орта толқындардағы цифрлық хабар тарату стандарты (30 МГц-тан төмен) және DRM+ – жақында енгізілген, VHF жиіліктеріндегі (30-дан 174 МГц-қа дейін) цифрлық аудио хабар тарату стандарты.

АҚШ тағы да баламалы стандартты қолданады, iBiquity әзірлеген HD Radio деп аталатын жекеменшік жүйе. Дегенмен, ол AM (орта толқын) және FM хабарларын таратуға цифрлық дыбысты қосу үшін COFDM-ді негізгі хабар тарату технологиясы ретінде пайдаланады. Digital Radio Mondiale және HD Radio екеуі де Eureka 147 (DAB: Digital Audio Broadcasting) сияқты жеке VHF немесе UHF жиілік жолақтарын пайдаланбайды, керісінше, арна ішінде жұмыс істейді.

ISDB-де қолданылатын BST-OFDM

Жапония үшін ұсынылған (ISDB T, ISDB TSB және ISDB C тарату жүйелерінде) жолақты сегменттелген таратудың ортогональді жиіліктік бөлудің мультиплексі (BST OFDM) жүйесі, бір мультиплекстегі кейбір OFDM тасымалдаушыларының басқаларынан өзгеше модульделуі мүмкін екендігін пайдалану арқылы COFDM-ді жақсартады. COFDM-нің кейбір түрлері осы сияқты иерархиялық модуляцияны ұсынады, бірақ BST OFDM оны одан да икемді етуге бағытталған. Сондықтан 6 МГц телеарнасы "сегменттелген" болуы мүмкін, мұнда әртүрлі сегменттер әртүрлі модульделіп, әртүрлі қызметтер үшін қолданылады. Мысалы, бірнеше тасымалдаушыдан тұратын сегментті қамтитын сегментте аудио қызметін, тағы бір сегментте деректер қызметін, ал үшінші сегментте теледидар қызметін бірдей 6 МГц телеарна ішінде жіберуге болады. Бұдан әрі, оларды әртүрлі параметрлермен модуляциялауға болады, мысалы, аудио және деректер қызметтерін мобильді қабылдауға оңтайландыруға, ал теледидар қызметін көп жолды ортада стационарлық қабылдауға оңтайландыруға болады.

Ұзақ жолақты байланыс

Ұялы кең жолақты (UWB) сымсыз жеке желі технологиясы OFDM-ді де қолдануы мүмкін, мысалы, көпжолақты OFDM (MB OFDM) жүйесінде. Бұл UWB спецификациясын WiMedia Alliance (бұрын Multiband OFDM Alliance [MBOA] және WiMedia Alliance еді, бірақ қазір екеуі бірікті), қолдайды және бәсекелес UWB радио интерфейстерінің бірі болып табылады.

Flash-OFDM

Жедел, төмен жалағу уақытымен қолжетімділік және үздіксіз ауысу ортогоналды жиілік бөлу мультиплексі (Flash OFDM), сондай-ақ F OFDM деп те аталады, OFDM негізінде құрылған және жоғары деңгейлі протокол қабаттарын да анықтаған. Оны Flarion әзірледі, ал 2006 жылдың қаңтар айында Qualcomm сатып алды. Flash OFDM GSM және 3G желілерімен бәсекелесу үшін пакеттік коммутацияланған ұялы байланыс арнасы ретінде таныстырылды. Мысалы, Еуропада бұрын NMT 450 және C Net C450 (екі де 1G аналогтық желі, қазір көбінесе қолданыстан шығарылған) жүйелерінде пайдаланылған 450 МГц жиілік диапазондары Flash OFDM операторларына лицензияланды. Финляндияда лицензия иегері Digita 2007 жылдың сәуір айынан бастап елдің кейбір аймақтарында "@450" атты ұлттық сымсыз желіні іске қосуды бастады. 2011 жылы Datame компаниясы оны сатып алды. 2012 жылдың ақпан айында Datame 450 МГц желісін бәсекелес CDMA2000 технологиясына жаңартатынын хабарлады. Slovak Telekom Словакияда Flash OFDM қосылымдарын ұсынады, олардың максималды жүктеу жылдамдығы 5,3 Мбит/с, ал максималды жоғары көтеру жылдамдығы 1,8 Мбит/с, бұл Словакия халқының 70 пайызынан астамын қамтиды. 2015 жылдың 30 қыркүйегінде Flash OFDM желісі Словакияның көп бөлігінде тоқтатылды. T-Mobile Germany 2005 және 2015 жылдар аралығында Deutsche Bahn-ның ICE жоғары жылдамдықты пойыздарында Wi-Fi HotSpot-тарды қолдау үшін Flash OFDM-ді пайдаланды, содан кейін UMTS және LTE-ге көшті. Американдық Nextel Communications 2005 жылы Flash OFDM-ді қоса алғанда, сымсыз кең жолақты желі технологияларын сынақтан өткізді. Sprint 2006 жылы осы операторды сатып алып, Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access (SOFDMA) технологиясына негізделген WiMAX-тың мобильді нұсқасын енгізуге шешім қабылдады. Citizens Telephone Cooperative 2006 жылдың наурызында Вирджиния штатының кейбір аймақтарындағы абоненттерге Flash OFDM технологиясын қолданатын мобильді кең жолақты қызмет көрсетті. Қолжетімді ең жоғары жылдамдық 1,5 Мбит/с болды. Қызмет 2009 жылдың 30 сәуірінде тоқтатылды.