Trong những năm gần đây, OFDM không ngừng được nghiên cứu
và mở rộng phạm vi ứng dụng bởi những ưu điểm của nó trong tiết kiệm băng tần. Trong thực tếvới một trải trễ xác định, việc xây dựng một hệ thông OFDM ít phức tạp hơn so với một thệ thống đơn sóng mang. Phổ của tín hiệu OFDM là phổ tổng hợp của các thành phần tần số sóng mang con có dạng sinc [xin(x)/x]. Các sóng mang con trong kỹ thuật OFDM chồng lấn lên nhau, trực giao với nhau, nhờ đó mà băng tần trong kỹ thuật OFDM sử dụng đã tiết kiệm hơn rất nhiều so với các kỹ thuật ghép kênh khác. Tuy nhiên, phổ tổng hợp của chúng vẫn sẽ có một đường bao bên chiếm một lượng băng tần khá lớn. Các đường bao này chính là thành phần tần số ngoài băng và cần loại bỏ nó. Tầ n số n go ài băn g sẽ đ ượ c loạ i bỏ kh i sử dụn g mộ t bộ lọc băn g thô ng ho ặc dùng khoảng bảo vệ cosin tăng. Chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về 2 giải pháp này.
- Giải pháp dùng khoảng bảo vệ cosin tăng
Một trong những phương pháp đơn giản nhất để loại bỏ bớt đường bao
bên của phổ tín hiệu OFDM là tạo khoảng bảo vệ cosin tăng. Phương pháp này thực hiện làm dốc khoảng bảo vệ ép nhọn nó đến ‘0’ trước kí hiệu tiếp theo. Sự ép nhọn khoảng bảovệ chuyển giao giữa các kí hiệu sẽ làm giảm công suất đường bao bên, thực hiện tối ưu hơn cho việc loại bỏ tín hiệu ngoài băng. Khoảng bảo vệ cosin tăng Raise Cosin (RC) được tạo ra với hình dạng một hàm cosin bình phương. Tính chất giảm dần đến ‘0’ của khoảng RC được chọn rất nhỏ vàcó thể bỏ qua ở phía thu. Nhiễu ISI do nó gây ra sẽ rất thấp.
- Giải pháp dùng bộ lọc băng thông
Chúng ta đã xem xét việc sử dụng khoảng bảo vệ cosin tăng để
cắt bớt thành phần tần số ngoài băng giúp cải thiện việc sử dụng phổ tần. Tuy nhiên, để có thể sử dụng triệt để hơn, chúng ta phải sử dụng đến bộ lọc băng thông. Sự cắt của bộ lọc băng thông là rất gọn, điều này cho phép phân chia các khối tín hiệu OFDM một cách hiệu quả. Bộ lọc có dạng dốc đứng cho phép các khối tín hiệu OFDM có thể được xếp rất gần nhau trong miền tần số, nhờ đó giúp cải thiện việc sử dụng phổ tần. Tuy nhiên sự cắt rất khít này sẽ ảnh hưởng đến tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm (signal noise rate) SNR. Cần xem xét ảnh hưởng của nó khi thiết kế một hệ thống OFDM dùng bộ lọc.
Lọc băng thông được sử dụng khi tín hiệu được biến đổi từ miền
tần số sang dạnh sóng tương tự và ngược lại để ngăn ngừa sự chồng phổ. Trong OFDM loại bỏ hiệu quả một số búp sóng trên tín hiệu OFDM. Giá trị loại bỏ bup sóng bên phụ thuộc vào dạng bộ lọc được sử dụng. Bộ lọc số cung cấp độ linh hoạt, độ chính xác và tỷ lệ cắt cao hơn nhiều so với bộ lọc tương tự. Do đó, chúng giúp ích nhiều trong việc hạn chế băng thông vô ích của tín hiệu OFDM.
Bộ lọc cũng ảnh hưởng đến một phần năng lượng của các tải phụ phía bên ngoài, làm méo dạng tín hiệu và gây can nhiễu giữa các sóng mang ICI.
Ảnh hưởng của lọc băng thông tới chỉ tiêu kỹ thuật OFDM.
Trong miền thời gian, symbol OFDM có dạng hình chữ nhật, tương ứng với suy giảm dạng since trong miền tần số. Và nếu sử dụng bộ lọc băng thông áp dụng dến tín hiệu OFDM thì dạng sóng tín hiệu trong tần số sẽ có dạng hình chữ nhật và suy giảm trong miền thời gian sẽ có suy giảm dạng sin giữa các symbol. Điều này gây thêm nhiễu ISI giữa các symbol OFDM làm giảm chỉ tiêu kỹ thuật.