OFDM – die Modulation der Zukunft

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) ist ein digitales Modulationsverfahren, das in verschiedenen Kommunikationssystemen zum Einsatz kommt. Zahlreiche Pluspunkte charakterisieren dieses Verfahren, dessen Grundlagen und Anwendungsmöglichkeiten hier erläutert werden.

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) ist ein digitales Modulationsverfahren, das in verschiedenen Kommunikationssystemen zum Einsatz kommt. Zahlreiche Pluspunkte charakterisieren dieses Verfahren, dessen Grundlagen und Anwendungsmöglichkeiten hier erläutert werden.

Die wesentlichen Pluspunkte von OFDM sind eine hohe spektrale Effizienz. Das heißt, es lassen sich mehr Daten pro Bandbreite übertragen als bei herkömmlichen Modulationsverfahren. OFDM toleriert auch Umgebungen mit hoher HF-Interferenz. Einige Dienste, die OFDM einsetzen wie z.B. WLAN, arbeiten in den nicht regulierten ISM-Bändern (Industrial, Scientific, Medical), in denen auch viele andere »nicht regulierte« Geräte arbeiten, wie analoge schnurlose Telefone (900 MHz), Mikrowellenherde (2,45 GHz), Bluetooth-Geräte (2,45 GHz), digitale schnurlose Telefone (2,45 GHz oder 5,8 GHz) und WLAN (2,45 GHz oder 5,8 GHz). Außerdem funktioniert OFDM problemlos in Umgebungen mit starker Mehrwegausbreitung.

Diese Demodulation wurde ausgewählt, obwohl auch der DL-Teil demoduliert werden kann, wo QPSK genutzt wird. Es lassen sich sogar beide demodulieren und eine Kombination der beiden im Konstellationsdiagramm darstellen.

In Bezug auf Geschwindigkeit gegenüber Mobilität bieten die WLAN- und WiMAX-Standards eine deutlich höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit als die konventionellen Mobilfunk basierenden Kommunikationstechniken. Die künftigen drahtlosen Technologien und Mobilfunksysteme der vierten Generation wie LTE oder UWB werden eine Kombination von OFDM-Modulationsverfahren und MIMO-Funktechnologien nutzen (Bild 13). Bei der Auswahl von Test-Instrumenten für die heutigen Funkstandards sollte daher die Evolution der drahtlosen Technologie berücksichtigt und sichergestellt werden, dass die eingesetzten Geräte auch für die neuen Technologien aufwärtskompatibel sind.

Ein wichtiges Kriterium für die Messtechnik ist letztlich die Bandbreite; WiMAX und WLAN nutzen Bandbreiten von teilweise mehr als 25 MHz, so dass auch die Test-Instrumente hierfür geeignet sein müssen, wie z.B. der hier genannte Keithley-Analyzer, der eine Bandbreite von 40 MHz aufbieten kann.

Wolfgang Hascher, Elektronik