RESUMEN

Comparación de sistemas CP-OFDM con ZP-OFDM.
RESUMEN
La técnica de Zero Padding (ZP) englobada en la transmisión de multiportadoras ha sido
recientemente propuesta como una eficiente alternativa al tradicional prefijo cíclico (CP)
de OFDM para asegurar la recuperación de símbolo independientemente de la posición de
los ceros existentes en el canal. En este proyecto, se estudiaran ambos sistemas con objeto
de calibrar sus relativas ventajas en sistemas inalámbricos en los cuales las características
del canal serán desconocidas para el transmisor.
Con respecto a la redacción del proyecto es destacable comentar la división del mismo
en dos partes claramente diferenciables. En primer lugar se establecerán las bases teóricas
de la modulación OFDM así como de los sistemas que serán simulados posteriormente y
por otra parte la realización de las simulaciones pertinentes. Estas simulaciones se basan en
un estudio pormenorizado de los sistemas cyclic prefix (CP ) y zero padding (ZP),
introduciendo variables en los mismos, como pueden ser el tipo de canal, el receptor
escogido, el número de portadoras, nivel de ruido, etc, estableciendo aclaradoras
comparativas de los resultados obtenidos.
OFDM conlleva la transmisión de bloques redundantes y permite una ecualización muy
simple de canales con respuesta impulsiva finita selectiva en frecuencia, gracias a la IFFT
(Transformada Rápida Inversa de Fourier ), a la precodificación y a la inserción del prefijo
cíclico (CP) en el transmisor. En el receptor, el CP se elimina para evitar interferencias
entre bloques (IBI) y cada bloque truncado se procesa mediante la FFT (esta operación
convierte el canal selectivo en frecuencia en un conjunto de subcanales independientes de
respuesta plana cada uno correspondiente a una subportadora diferente). Excepto los ceros,
los canales de respuesta plana son eliminados dividiendo la salida de cada subcanal por la
función de transferencia del canal en la correspondiente subportadora.
Por otra parte, incluso aunque supone una gran expansión del ancho de banda, el
denominado ‘Coded OFDM’ aminora las pérdidas introducidas por los canales al presentar
ceros (o valores extremadamente pequeños) en las subportadoras transmitidas, pero no las
elimina. Así específicamente en cada bloque transmitido de OFDM los símbolos ‘cero’ se
añaden tras el precodificador IFFT. En el caso de que el número de símbolos cero se
equipare a la longitud del CP, los transmisores de ZP-OFDM y de CP-OFDM presentan la
misma eficiencia espectral.
-1-
Comparación de sistemas CP-OFDM con ZP-OFDM.
A diferencia de CP-OFDM, ZP-OFDM garantiza la recuperación del símbolo y asegura
la ecualización de los canales FIR a pesar de que existan ceros en el canal. Sin embargo el
precio a pagar es un incremento en la complejidad del receptor ya que el módulo de FFT
requerido en CP-OFDM, es reemplazado por un filtrado FIR.
En este proyecto compararemos CP-OFDM y ZP-OFDM en términos de capacidad de
ecualización, y exactitud en la estimación del canal.
El proyecto se basará en las aplicaciones inalámbricas donde el canal de información de
estado (CSI) no es posible de obtener en el transmisor.
En el capítulo dos se proporciona una breve descripción de ambos sistemas.
En el capítulo tres se derivan dos ecualizadores con el fin de obtener un cierto valor de
BER minimizando la complejidad del receptor. El más simple está basado en el método de
solapamiento y suma (overlap-add) de convolución de bloque y se denomina ZP-OFDMOLA. Computacionalmente presenta una complejidad equivalente al CP-OFDM y su
diseño es también sensible a los ceros que presenta el canal cerca de las frecuencias de las
subportadoras.
El segundo ecualizador (ZP-OFDM-FAST) es algo más complejo que el ZP-OFDM
pero similar al CP-OFDM. Garantiza la recuperación del símbolo y ofrece un nivel de BER
parecido al sistema ZP-OFDM-MMSE.
Para finalizar este capítulo, se describen los principales aspectos del estimador de canal
requerido debido a que los ecualizadores lineales necesitan CSI en el receptor.
Y por último, en el cuarto capítulo se añadirán simulaciones adaptadas al contexto
realista de la transmisión convencional de datos para considerar la presencia de ceros en la
frecuencia de subportadora, así como también se incluyen para finalizar el proyecto en el
quinto y último capítulo posibles ampliaciones y futuras lineas de investigación del
proyecto.
-2-