Телеэшиттиришдаги орттирилган тажрибалар шуни кўрсатдики, телевидениенинг рақамли эшиттиришга ўтиши янги имкониятлар яратиши билан бирга иқтисодий самарадорликни ҳам таъминлайди

2.3. Ортогонал ташувчили частота зичлаштириш
усули (OFDM)
Маълумотлар оқими OFDM модуляциялаш турини қўлланганда кўп сонли ташувчилар ёрдамида узатилади. Бу ҳолатда юқори тезликли рақамли кетма-кетлик алоҳида ташувчилар ёрдамида узатилувчи кўп сонли, паст тезликли оқимларга бўлинади. Ташувчилар сонининг кўплиги эвазига ҳар бир параллел оқимлардаги символлар давомийлиги бирламчи оқимдагига нисбатан минг мартагача кўп бўлади. Символларнинг бундай катта узунликда бўлиши интерференция натижасида пайдо бўладиган символлараро бузилишлардан яхши ҳимоялайди, чунки сигналнинг қайтиши унинг маълум қисми сифатига эмас, балки бутун сигналга таъсир қилади. OFDM модуляция усули баъзи диапазон частоталарида жойлашган ортогонал ташувчилардан фойдаланади. Ушбу ташувчилар асосий частотага каррали бўлган махсус диапазонларга жойлаштирилади, бу ҳолатда . Амалиётда ташувчилар частотаси қуйидаги ифодага ёрдамида аниқланади:
,
бу ерда - частотали зичлаштириш амалга ошириладиган интервал бошланиши;
n–0 дан (N-1) гача бўлган диапазондаги ташувчи рақами, N-ташувчиларнинг умумий сони;
битта символ узатиш интервал даври.
Ортогоналлик шартини бажариш учун ташувчилар орасидаги частоталар фарқи доимий қийматга, 1/T_s га тенг бўлиши лозим. Бундай ҳолатда марказий спектрдаги барча ташувчилар спектридаги модуляцияланган ташувчилар спектри 0 сатҳдан ўтади ва қабул жараёнидаги демодуляция жараёнига халақит бермайди. Қўшни ташувчилар орасидаги ўзаро халақит уларнинг ён полосалари кесишган ҳолатда ҳам нолга тенг бўлади. Бу эса ТВ канал частота полосасидан самарали фойдаланиш ва узатиш тезлигини фильтрлаш усулига нисбатан 2 карра ошириш имконини беради (полосали фильтлар ёрдамида ташувчиларни алоҳида каналларга ажратиш анъанавий усули бўлиб, ташувчилар модуляцисида уларнинг ён полосалари кесишмаслиги лозим).
OFDM модуляция турининг принципиал схемаси 10-расмда келтирилган.



Кетма-кет оқимни параллел оқимларга айлантиргич

Расм 10. OFDM модуляция тури қурилмасининг функционал схемаси.

Маълумотлар узатилаётган кетма-кет оқим биринчи бўлиб N та кўп сонли параллел оқимларга бўлинади ва паралелл ҳолатга трансформацияланади. Бу турдаги ҳар бир сигнал ўзининг модуляторига тушиб, унинг ортогонал ташувчилардан бири ёки бу турдаги модуляцияга (QAM – 16, QAM – 64, QPSK) учрайди. Шундай қилиб, ҳар бир ташувчи маълумотлар оқими, ташувчилар сонига тенг бўлган N мартага қисқартирилган оқимни ташийди. Модуляцияланган ортогонал тебранишларни бирлаштирилганда натижавий OFDM сигнал шаклланади.

Ҳар бир ташувчида ташилаётган унчалик юқори бўлмаган маълумот оқимининг тезликларида ҳам символлараро бузилишлар содир бўлиши мумкин. Бундай бузилишга бартараф қилиш учун ҳар бир узатилаётган символ олдидан ҳимоя интервалини қўшиш лозим. Ўз ўрнида ушбу ҳимоя интерваллари тузилиши қабул қилинадиган ташувчиларнинг ортогоналлигини сақлаб қолиши лозим. Ҳимоя интервал таркибида фойдали сигнал фрагменти жўнатилади, бу эса ўз навбатида қабул қилинадиган сигнал ташувчисининг ортогоналлигининг сақланишини кафолатлайди. OFDM усули символлараро бузилишларга анча халақитбардошлидир, чунки ҳар бир канал ости символи анча катта узунликка эга.
Ташувчилар сони бир неча мингга етганида, бундай турдаги функционал схемани амалда йиғиш муаммоси пайдо бўлади (расм 10). 8000 та ташувчи тебранишлар синтезаторлари ва 8000 та модуляторлардан фойдаланиб бундай турдаги схемани йиғишда унинг ўлчами катталиги жуда ҳам ошиб кетишига ва уни йиғишнинг умуман иложи йўқлигига олиб келади. Лекин алгоритмлар яратиш ва Фурье қатори асосида интеграл процессорлар схемаларини саноат миқёсида ишлаб чиқилиши, ушбу муаммони хал қилишга ёрдам беради (расм 11.), чунки баъзи бир коэффицентларни турли частоталар гармоник тебранишларига кўпайтириш ва ҳосил бўлган натижаларни йиғиш тескари Фурье алмаштиришдан бошқа нарса эмас. Тескари тезкор Фурье алмаштириш коэффицентларини паралеллаштириш маълумотлар оқимини ҳисоблаш учун қўлланилади. Барча ҳисоб китоблар рақамли кўринишда амалга оширилганлиги учун РАЎ (рақамли аналог ўзгартиргич) талаб қилинади. Демодуляция жараёни тўғри Фурье алмаштириш базасида амалга оширилади, бу ерда ТФА- тезкор Фурье алмаштириш қурилмаси. Албатта киришда АРЎ (аналог рақамли ўзгартиргич) бўлиши лозим. Кўпчилик тезкор Фурье алгоритмларида қайта ишланаётган массив ўлчами 2 сонининг бутун даражали қийматига тенг бўлади. Шунинг учун массив ўлчами N=8k=8192 ёки N=2k=2048 (бу ерда k = 1024) бўлган қийматларда бўлиши мумкин. Ҳозирда қўлланилаётган таклиф қилинган иккита режимларда мос равишда 6817 ва 1705 ташувчи қўлланилади, лекин Фурье алмаштириш массиви ўлчамига кўра мос равишда 8k OFDM ва 2k OFDM деб номланади.

Расм 11. – OFDM туридаги тўғри ва тескари Фурье алмаштиришли модуляция ва демодуляция функционал схемаси

2k режими битта узатгичли эшиттиришлар ва узатгичлар орасидаги масофаси чегараланган бир частотали кичик тизимларни қуриш учун қулай. 8k режимидан эса катта бир частотали тизимларни қуришда фойдаланилади. 8 МГц полоса кенглигига эга алоқа каналида OFDM модуляцияси 7,61 МГц полосани эгаллайди, ташувчилар фарқи эса 4464 Гц (2k режимда) ва 1116 Гц (8k режимда) бўлади.
Ўтказилган тажрибалар шуни кўрсатганки, 8k режими 2k режимига нисбатан импульсли халақитларга бардошлироқдир. Бу ҳолат 8k режими символи 2k режим символига нисбатан 4 баробар узунлиги билан ифодаланади.
OFDM усулида модуляцияланиб узатиладиган сигнал кадрлардан иборат. Тўртта кадр суперкадрни ҳосил қилади. Ҳар бир кадр 68 та символдан иборат, ҳар бир символ – 6817 та ташувчидан иборат (8k режими = 8192). Бу ташувчиларнин бир қисми синхронлаш ва бошқариш мақсадида фойданилади. Фойдали ташувчилар сони 6048 та. 2k режими учун эса 2k = 2048, 1705 та ташувчидан 1512 таси фойдали ташувчи ҳисобланади.