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RÉSUMÉ
L’OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) est utilisé dans les réseaux sans fil et les réseaux cellulaires, sans oublier la télévision numérique. Il consiste à transmettre les données en parallèle sur un très grand nombre de sous-porteuses.Cet article montre comment une telle transmission se fait simplement à partir de transformées de Fourier et comment est obtenue l’orthogonalité entre sous-porteuses. Il aborde les avantages, mais aussi les problèmes posés par l’OFDM dans les systèmes radios et les techniques permettant de les compenser. Il expose enfin brièvement le paramétrage de l’OFDM pour différents systèmes radios.
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Xavier LAGRANGE : Professeur - Télécom Bretagne
INTRODUCTION
L'OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) est utilisé dans les réseaux sans fil et les réseaux cellulaires et pour la télévision numérique. Il consiste à transmettre les données en parallèle sur un très grand nombre de sous-porteuses. Ce traité montre comment une telle transmission se fait simplement à partir de transformées de Fourier et comment est obtenue l'orthogonalité entre sous-porteuses. Il aborde les avantages mais aussi les problèmes posés par l'OFDM dans les systèmes radios et les techniques permettant de les compenser. Il expose enfin brièvement le paramétrage de l'OFDM pour différents systèmes radios.
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1. OFDM en un mot
Un principe élémentaire pour accroître un débit d'un facteur n est de transmettre plusieurs informations en parallèle sur n voies.
C'est ce qui est réalisé en OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) avec des valeurs de n pouvant atteindre quelques milliers, ce qui était impossible pour des transmissions radios avec les technologies analogiques car cela supposait de disposer réellement de n émetteurs et n récepteurs. Il fallait, par exemple, n oscillateurs accordés, chacun, sur une fréquence particulière et des éléments de couplage pour éviter de multiplier les antennes (figure 1). Avec l'avènement des technologies numériques, on peut faire une transmission simultanée sur un grand nombre de fréquences avec un seul oscillateur et un calculateur.
La multiplication du débit de transmission par un facteur n entraîne (en première approximation) une multiplication de la bande du signal par ce même facteur n. Cependant, par rapport à une simple multiplication du débit, l'OFDM est particulièrement intéressant, car chaque transmission élémentaire se fait à bas débit et la conception du récepteur en est ainsi simplifiée.
L'OFDM est, par conséquent, utilisé pour tous les systèmes radios numériques récents (télévision, radio, réseaux cellulaires), ainsi que pour les systèmes filaires (ADSL, transmission sur courant porteur).
Cet article présente les principes de l'OFDM en l'illustrant par des exemples, principalement tirés des réseaux cellulaires. Pour une présentation historique de l'OFDM, on peut se référer au travail de Weinstein .
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BERROU (C.), LE FLOCH (B.), ALARD (M.) - Coded orthogonal frequency division multiplex. - Proceedings of the IEEE, 83(6), p. 982-996, juin 1995.
-
(2) - LE ROUX (J.) - La transformée de Fourier et ses applications (partie 1). - Techniques de l'ingénieur [AF 1 440], avr. 2007.
-
(3) - LE ROUX (J.) - La transformée de Fourier et ses applications (partie 2). - Techniques de l'ingénieur [AF 1 441], avr. 2007.
-
(4) - SARI (H.) - Transmission des signaux numériques. - Techniques de l'ingénieur [E 7 100], juin 1995.
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(5) - WEINSTEIN (S.B.) - The history of orthogonal frequency-division multiplexing. - IEEE Communications Magazine, 47(11), p. 26-35, nov. 2009.
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Réseaux cellulaires – Évolutions du système UMTS vers HSPA+,
-
Réseaux cellulaires – Évolution du système UMTS vers le Système EPS,
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