Операция OFDM разделяет высокоскоростной поток данных на субпотоки с более низкой скоростью передачи данных путем разложения полосы частот передачи на N смежных индивидуально модулированных поднесущих. Несколько параллельных и ортогональных поднесущих несут выборки с почти той же шириной полосы пропускания, что и широкополосный канал. При использовании узких ортогональных поднесущих сигнал OFDM усиливает робастность по частотно-селективному каналу с замираниями и устраняет соседние помехи поднесущей. Межсимвольная интерференция (ISI) уменьшается, потому что субпотоки с более низкой скоростью передачи данных имеют длительности символов, большие, чем разброс задержки канала.

Представление Частотного диапазона ортогональных поднесущих в форме волны OFDM выглядит следующим образом:

Передатчик применяет обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT) к N символам за раз. Выход IFFT является суммой N ортогональных синусоидов:

где {X k} - символы данных, а T - время символа OFDM. Символы _X k данных обычно являются комплексными и могут быть из любого цифрового алфавита модуляции (например, QPSK, 16-QAM, 64-QAM).

Интервал между поднесущими равен и f = 1/ T; обеспечение ортогональности поднесущих в течение каждого периода символа, как показано ниже:

Модулятор OFDM состоит из последовательного преобразования в параллельное, за которым следует банк N комплексных модуляторов, индивидуально соответствующих каждой поднесущей OFDM.

Отдельные поднесущие OFDM назначаются в качестве поднесущих данных, пилот-сигнала или ядра.

Как показано здесь, поднесущие обозначены как поднесущие данных, постоянного тока, пилот-сигнала или защитной полосы.

Нулевые поднесущие позволяют моделировать защитные полосы и местоположения поднесущих постоянного тока для конкретных стандартов, таких как различные форматы 802,11, LTE, WiMAX или для пользовательских выделений. Можно назначить местоположение nulls, присвоив вектор индексов поднесущей null.

Подобно защитным полосам, защитные интервалы используются в OFDM для защиты целостности переданных сигналов путем уменьшения межсимвольных помех.

Назначение защитных интервалов аналогично присвоению защитных полос. Можно смоделировать защитные интервалы, чтобы обеспечить временное разделение между символами OFDM. Защитные интервалы помогают сохранить межсимбольную ортогональность после прохождения сигнала через дисперсионные во времени каналы. Защитные интервалы создаются с помощью циклических префиксов. Циклическая вставка префикса копирует последнюю часть символа OFDM как первую часть символа OFDM.

Пока промежуток времени дисперсии не превышает длительность циклического префикса, преимущество вставки циклического префикса сохраняется.

Вставка циклического префикса приводит к дробному снижению пропускной способности пользовательских данных, потому что циклический префикс занимает полосу пропускания, которая может использоваться для передачи данных.

В то время как циклический префикс создает защитный период во временном интервале для сохранения ортогональности, символ OFDM редко начинается с той же амплитуды и фазы, которые проявляются в конце предыдущего символа OFDM, вызывающего спектральное возрождение и, следовательно, расширение полосы пропускания сигнала из-за интермодуляционных искажений. Чтобы ограничить этот спектральный рост, желательно создать плавный переход между последней выборкой символа и первой выборкой следующего символа. Это может быть сделано с помощью циклического суффикса и приподнятой оконной обмотки косинуса.

Чтобы создать циклический суффикс, первые N выборок _WIN данного символа добавляются к концу этого символа. Однако в порядок соответствия стандарту 802.11g, для примера, длина символа не может быть произвольно удлинена. Вместо этого циклический суффикс должен перекрываться во времени и эффективно суммируется с циклическим префиксом следующего символа. Этот перекрывающийся сегмент находится там, где применяется оконная обработка. Приложены два окна, одно из которых является математическим обратным другим. Первое приподнятое окно косинуса прикладывается к циклическому суффиксу k символов и уменьшается с 1 до 0 за свою длительность. Второе приподнятое окно косинуса прикладывается к циклическому префиксу символа k + 1 и увеличивается с 0 до 1 по его длительности. Этот процесс обеспечивает плавный переход от одного символа к следующему.

Приподнятое окно косинуса w (t) во временном интервале может быть выражено как:

где:

Отрегулируйте длину циклического суффикса через свойство установки длины окна, с длинами суффикса, установленными между 1 и минимальной длиной циклического префикса. В то время как оконная обработка улучшает спектральное возрождение, она делает это за счет многолучевого затухания иммунитета. Это происходит потому, что избыточность в защитной полосе уменьшается, потому что значения выборки защитной полосы нарушаются сглаживанием.

Следующие рисунки показывают применение приподнятой оконной обмотки косинуса.