Wireless communication การสื่อสารแบบไร้สายได้กลายเป็นสว่น

ส าคัญในการด ารงชีวิตประจ าวัน ต้องการ เทคโนโลยีที่สามารถส่ือสารแบบ

ไร้สายด้วยความเรว็สูง

ข้อจ ากัดของการสื่อสารผ่านช่องสัญญาณแบบไร้สาย คุณลักษณะของช่องสัญญาณ

เปลี่ยนแปลง ตามองค์ประกอบต่าง ๆ ได้ เช่น สิ่งแวดล้อมทางกายภาพ ความเร็วในการเคลือ่นที่ของอุปกรณ์ภาครับหรือส่ง และ อุณหภูมิ

สัญญาณที่ถูกส่งออกมาจะกระจายออกเป็นหลายทิศทาง

สัญญาณที่กระจายออกนอกเส้นทางยังสามารถสะท้อนกลับมายังเครื่องรับได้อีก (multipath fading problem)

1

OFDM/OFDMA OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

ลดปัญหา Multipath Fading ในการสื่อสารแบบไร้สาย

สามารถส่งผ่านข้อมูลด้วยอัตราความเร็วสูง (high data rate)

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) เป็นใช้ OFDM เพื่อการรับส่งสัญญาณส าหรับหลายๆ user

หลักการเบื้องต้นของ OFDM

แบ่งข้อมูลออกเป็นหลาย ๆ ส่วนขนานกันไป (parallel data stream)

แต่ละส่วนย่อย ถูกส่งออกไปด้วยคลื่นพาห์ย่อย (subcarrier, SC) ที่มีความถ่ีต่างกัน

2

ข้อดี (เพิม่เติม) ของ OFDM ใชก้ารส่งสัญญาณที่ตั้งฉาก (orthogonal) ซึ่งกันและกัน ท าให้สามารถใชย้่าน

ความถี่ได้อย่างมปีระสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเกือบเท่าตัว

มีการใช้ Fast Fourier Transform เพื่อลดปัญหาความยุ่งยากของเครื่องรับส่ง

f

OFDM FDM

3

Block diagram ของระบบ OFDMA

Subcarrier and bit

allocation

User 1 dataUser 2 data

User K data

Adaptive mod. 1

Adaptive mod. 2

Adaptive mod. N

IFFT Add guard interval

Freq. selective fading channel

for User k

Remove guard

intervalFFT

Extract bits for User k

User k data

Adaptive demod. 1

Adaptive demod. 2

Adaptive demod. N

Combined subcarrier, bit, and power allocation

Channel state information for all K users

x N subcarriers/user

4

ปัญหาที่ส าคัญของระบบ OFDM/OFDMA สัญญาณมีอัตราส่วนก าลังงานสูงสุดต่อก าลังงานเฉลี่ย (Peak-to-Average Power

Ratio, PAPR) ที่สูง ส่งผลให้ วงจรขยาย (amplifier) ของเครื่องส่ง ท างานในช่วงอิ่มตัวและท างานแบบไม่เป็น

เชิงเส้น (non-linear) จึงเกิดการผิดเพี้ยนของสัญญาณ นอกจากนี้ยังท าให้ spectrum ของสัญญาณล้ าออกนอกแถบความถี่ของช่องสัญญาณไป

รบกวนช่องสัญญาณอื่น

การพัฒนาอัลกอริทึมที่เหมาะสมส าหรับการกระจายและจัดสรร sub-carriersubcarriers subcarriers

Sym

bo

ls (tim

e)

Static

OFDMA

Adaptive

OFDMA

User 2

User 1

User 3

Sym

bo

ls (tim

e)

5