1.4 Dispatch of the operation of a MV feeder via a BESS
1.6.2 Control strategy
La modulación por división ortogonal de frecuencia, OFDM (“Orthogonal
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DMT (“Discreet Multitone Modulation”), esta basada en el principio FDM, pero utilizada como un esquema de modulación digital.
OFDM se utiliza en los estándares 802.11a/g y 802.16, de Wi-Fi y Wi-Max respectivamente; y consiste en enviar la información modulando en cuatro diferentes esquemas de modulación (BPSK, 4-QAM, 16-QAM, y 64-QAM) un conjunto de portadoras de diferente frecuencia. Esta técnica divide la señal de radio en muchas sub- señales que son transmitidas simultáneamente hacia el receptor en diferentes frecuencias, de esta forma se consigue llegar a altas velocidades de transmisión, y se logra evitar en gran parte las interferencia, lo que hace de OFDM una buena técnica para las transmisiones inalámbricas actuales.
Debido al problema técnico que supone la generación y la detección en tiempo continuo de los cientos, o incluso miles, de portadoras equiespaciadas que forman una modulación OFDM, los procesos de modulación y demodulación se realizan en tiempo discreto mediante la Transformada inversa rápida de Fourier IFFT y la Transformada rápida de Fourier FFT, respectivamente. Estas transformadas se utilizan para convertir en el dominio en frecuencia de las señales subportadoras y las muestras en el dominio del tiempo, las cuales son enviadas por el canal físico. La salida de una IFTT se conoce como símbolo OFDM.
La frecuencia portadora se subdivide a su vez en 52 subportadoras solapadas en el caso de Wi-Fi, donde de las 52, 48 se utilizan para transmitir datos, mientras que las 4 restantes se utilizan para alinear las frecuencias en el receptor; en el caso más común de Wi-Max la portadora se divide en 256 subportadoras, de éstas, 192 se utilizan para datos, 56 son andadas, -28 en la parte baja y 28 en la parte alta, cumplen el papel de bandas de guarda y 8 son utilizadas para señales pilotos permanentes; con lo cual se hace un uso muy eficiente del espectro radioeléctrico.
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Para poder ilustrar el funcionamiento de OFDM, en la siguiente imagen se pueden ver a la izquierda los 8 canales en los que se divide la parte baja del espectro de 5 GHz utilizados por el IEEE 802.11a, mientras que a la derecha se ve cómo se ha subdividido un canal en 52 subcanales, con 1 portadora por subcanal. Cada uno de los 8 canales tiene un ancho de banda de 20 MHz, mientras que el de cada subcanal es 300 KHz.
Figura 4.16 Detalle de un canal IEEE 802.11a9
En cambio, el IEEE 802.11g solo dispone de 3 canales no sobrepuestos en la banda ISM. Los subcanales son ortogonales entre ellos, de manera que se cancelan las interferencias que pueda haber entre las subportadoras.
Según la modulación que se utilice, la velocidad de transmisión puede oscilar entre los siguientes valores normalizados: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 y 54 Mbps.
OFDM reduce la diafonía (efecto de cruce de líneas) durante la transmisión de la señal, y además una de las ventajas de la técnica OFDM respecto a DSSS o FHSS es que es más robusta respecto a las interferencias multicamino, que empiezan a ser un problema serio cuando se sobrepasa la velocidad de 4 Mbps.
En Wi-Max, específicamente en su estándar más reciente, el 802.16e, también se utilizan variantes de la técnica OFDM, tales cómo OFDMA y SOFDMA.
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Imagen tomada del trabajo: Implementación de un modelo de canal inalámbrico para redes 802.11 bajo el simulador ns-2
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El Acceso múltiple por división ortogonal de frecuencia OFDMA, es una versión multi-usuario del esquema de modulación. La tecnología OFDMA brinda más velocidad y más confiabilidad. Divide un bloque del espectro en sub-canales; cada uno de estos sub- canales es modulado individualmente y transmitido en forma ortogonal para minimizar interferencias entre ellos, por lo cual supera tecnologías de telefonía celulares como CDMA y WCDMA.
Esta tecnología utiliza retroalimentación, para lograr monitorear el estado de los canales utilizados y así poder sacar un mejor uso del sistema espectral.
En OFDMA, un diferente número de suportadotas pueden ser asignadas a diferentes usuarios, para soportar una mejor QoS, controlando la tasa de transmisión y probabilidades de error para cada usuario.
OFDMA se asemeja al espectro ensanchado del CDMA, donde los usuarios pueden alcanzar diferentes tasas de transmisión de datos, asignando un diferente factor de ensanchamiento de código ó varios números de códigos ensanchados para cada usuario.
OFDMA pude también ser visto como una combinación de OFDM con TDMA. Usuarios con bajas tasas de transmisión de datos pueden enviar paquetes continuamente a baja potencia de transmisión, en lugar de usar una portadora con alta potencia. En esta técnica se experimentan constantes pero cortos retrasos de transmisión.
En resumen OFDMA se puede describir cómo una combinación de acceso múltiple, tanto en el dominio del tiempo cómo en el de la frecuencia.
El OFDM escalable ó SOFDMA (“Scalable-OFDM”) será la capa física elegida para el futuro del las aplicaciones Wi-Max fijas y móviles. Es importante mencionar, que SOFDMA no es compatible hacia atrás con OFDM256. SOFDMA es una variación de la
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técnica de modulación OFDMA, la cual permite un número variable de ondas portadoras, que se añade a los modos OFDM y OFDMA ya existentes.
SOFDMA significa que el número de sub-portadoras OFDM aumenta, o escala (de 128 subportadoras hasta 2.048), basándose en la calidad de la señal de RF para un usuario en particular, los requerimientos del usuario y el ancho de canal de radio que se usa. S- OFDMA permite a múltiples usuarios transmitir al mismo tiempo dando como resultado una eficiencia mejorada de red y una mejor experiencia del usuario.