व्यावहारिक संचार प्रणालियों में सिंक्रनाइज़ेशन एक महत्वपूर्ण कार्य है लेकिन यह सीधे OFDM के सिद्धांत से संबंधित नहीं है।
फ़्रेम सिंक्रनाइज़ेशन
व्यावहारिक संचार प्रणाली (जैसे IEEE 802.11 या 802.3) तथाकथित फ़्रेमों का आदान-प्रदान करती है, जिसमें कई फ़ील्ड शामिल होते हैं, जो अलग-अलग, विशिष्ट कार्यों को पूरा करते हैं। आमतौर पर, एक फ्रेम का पहला क्षेत्र एक तथाकथित प्रस्तावना है, जिसका मात्र उद्देश्य है
- आने वाले फ्रेम का पता लगाना,
- ट्रांसमीटर के साथ रिसीवर को सिंक्रनाइज़ करना,
- रिसीवर में स्वचालित लाभ सुधार (एजीसी) करना (वायरलेस संचार प्रणालियों में आवश्यक)।
प्रस्तावना में आमतौर पर एक बार्कर अनुक्रम शामिल होता है, जो कि न्यूनतम ऑफ-पीक ऑटोक्रॉलेशन के साथ एक बाइनरी कोड है। यह कोड जरूरी नहीं कि OFDM- मॉड्यूलेटेड भी हो, लेकिन यह उपलब्ध आवृत्ति बैंड के भीतर एक एकल वाहक पर BPSK-संग्राहक हो सकता है। रिसीवर नमूनों की आने वाली धारा के लिए एक मिलान फ़िल्टर लागू करता है। यदि मिलान किए गए फ़िल्टर का आउटपुट एक विशिष्ट सीमा से अधिक है, तो यह बहुत संभव है कि उसने एक आने वाली प्रस्तावना का पता लगाया हो। जैसा कि बार्कर कोड के ऑफ-पीक ऑटोकैरेलेशन गुणांक न्यूनतम हैं, मिलान किए गए फ़िल्टर के आउटपुट का शिखर रिसीवर के एफएफटी के साथ फ्रेम के बाद के क्षेत्रों को संरेखित करने के लिए आवश्यक जानकारी प्रदान करता है।
प्रशिक्षण अनुक्रम
प्रस्तावना के बाद, एक फ्रेम के अगले क्षेत्र में आमतौर पर एक OFDM प्रशिक्षण अनुक्रम होता है । प्रशिक्षण अनुक्रमों का मुख्य उद्देश्य व्यक्तिगत सबकेरियर्स के चैनल गुणांक का अनुमान लगाना है , सिंक्रनाइज़ेशन नहीं। कुछ प्रोटोकॉल लंबे और छोटे प्रशिक्षण अनुक्रमों के बीच भी अंतर करते हैं, जबकि प्रस्तावना और लघु प्रशिक्षण अनुक्रमों के बाकी हिस्सों में फैलने के बाद एक लंबा प्रशिक्षण अनुक्रम सीधे पाया जा सकता है। आमतौर पर, रिसीवर पहले से जानता है
- फ्रेम में प्रशिक्षण अनुक्रमों की स्थिति और
- प्रशिक्षण अनुक्रमों में निहित पायलट प्रतीकों के मूल्य।
जैसा कि चैनल गुणांक समय के साथ नोड्स और पर्यावरण में बाधाओं की गतिशीलता के कारण बदल सकता है, उन्हें तथाकथित सुसंगतता समय के भीतर फिर से अनुमान लगाना होगा, जो लघु प्रशिक्षण अनुक्रमों द्वारा पूरा किया गया है (यानी, पेलोड ओएफडीएम के बीच पायलट प्रतीक) प्रतीकों। अधिकतम डॉपलर प्रसार के व्युत्क्रम के रूप में सुसंगतता समय का अनुमान लगाया जा सकता है। इसके अलावा, कुछ प्रोटोकॉल में, प्रशिक्षण अनुक्रम केवल कुछ ही, समान रूप से-उप-अवक्षेपकों पर प्रेषित होते हैं, जबकि बीच में सभी अन्य उप-वाहक पेलोड प्रसारण जारी रखते हैं। यह काम करता है क्योंकि पड़ोसी उपकार के चैनल गुणांक एक-दूसरे से संबंधित होते हैं। लुप्त होती चैनल की सुसंगतता का अनुमान चैनल देरी के प्रसार के विलोम के रूप में लगाया जा सकता है।
यह भी ध्यान दें कि व्यावहारिक प्रणालियों में, पायलट प्रतीकों का उपयोग अन्य उद्देश्यों के लिए भी किया जा सकता है, जैसे कि व्यक्तिगत उपकार के एसएनआर का अनुमान लगाना या वाहक आवृत्ति ऑफसेट का आकलन करने के लिए (नीचे देखें)।
चक्रीय उपसर्ग
क्रमिक OFDM प्रतीकों के बीच डाले गए चक्रीय उपसर्ग का मुख्य उद्देश्य ISI (इंटर-सिंबल-इंटरफेरेंस) और ICI (इंटर-कैरियर-इंटरफेरेंस) का शमन है, सिंबल का प्रारंभ या अंत नहीं होता है।
ISI का शमन
मल्टीपाथ प्रचार के कारण, प्रेषित तरंग की कई प्रतियां विभिन्न समय के इंस्टेंट पर रिसीवर में पहुंचती हैं। इसलिए, यदि लगातार OFDM प्रतीकों के बीच कोई रक्षक स्थान नहीं था, तो एक प्रेषित OFDM प्रतीक रिसीवर में अपने बाद के OFDM प्रतीक के साथ ओवरलैप हो सकता है, जिससे ISI हो सकता है। समय के डोमेन में क्रमिक OFDM प्रतीकों के बीच एक गार्ड स्थान सम्मिलित करना इस प्रभाव को कम करता है। यदि गार्ड स्पेस अधिकतम चैनल देरी प्रसार से बड़ा है, तो मल्टी-पाथ की सभी प्रतियां गार्ड स्पेस के भीतर पहुंच जाती हैं, बाद में OFDM सिम्बल अप्रभावित रखते हुए। ध्यान दें कि आईएसआई के प्रभाव को कम करने के लिए गार्ड स्पेस में शून्य भी हो सकता है। वास्तव में, ISI के प्रभाव को कम करने के लिए किसी भी डिजिटल संचार तकनीक में गार्ड स्पेस में किसी चक्रीय उपसर्ग की आवश्यकता नहीं होती है।
ICI का शमन
OFDM में, गार्ड रिक्त स्थान को एक चक्रीय उपसर्ग से भर दिया जाता है ताकि इस स्थिति पर उपकारकों के बीच रूढ़िवादिता को बनाए रखा जा सके कि बहु-पथ प्रसार के कारण कई विलंबित प्रतियां रिसीवर पर पहुंचती हैं। यदि ट्रांसमीटर पर गार्ड स्पेस वास्तव में शून्य से भरा था, तो रिसीवर पर पहुंचने वाली कई प्रतियां एक-दूसरे के लिए गैर-ऑर्थोगोनल (यानी, किसी तरह सहसंबद्ध) होंगी, जिससे आईसीआई का कारण होगा।
कैरियर फ्रिक्वेंसी ऑफ़सेट (सीएफओ) और चरण शोर
व्यावहारिक प्रणालियों में, ट्रांसमीटर और रिसीवर के वाहक आवृत्ति दोलित्रों में आम तौर पर आवृत्ति में थोड़ी सी ऑफसेट होती है, जो समय के साथ एक चरण बहाव का कारण बनती है । इसके अलावा, एक व्यावहारिक थरथरानवाला का पावर वर्णक्रमीय घनत्व एक आदर्श डेल्टा फ़ंक्शन नहीं है, जिसके परिणामस्वरूप चरण शोर होता है। चरण शोर सीएफओ को लगातार बदलने का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप चरण बहाव की गति और दिशा में परिवर्तन होता है। प्राप्त सिग्नल को रिसीवर को फिर से सिंक्रनाइज़ करने के लिए विभिन्न तकनीकों हैं , अर्थात, आने वाले सिग्नल के चरण को ट्रैक करने के लिए। ये तकनीक संकेत में पायलट प्रतीकों की उपस्थिति का अतिरिक्त शोषण कर सकती हैं, और / या अंधा अनुमान और सहसंबंध तकनीक लागू कर सकती हैं।
मैं सॉफ्टवेयर परिभाषित रेडियो के लिए एक ओपन-सोर्स ओएफडीएम फ्रेमवर्क भी बनाए रखता हूं , जो कि मटलब कोड में ऊपर वर्णित तकनीकों को कवर करता है।