Đặc thù của tín hiệu OFDM là nó hoàn toàn được tạo ra trong miền số, do rất khó để chế tạo các máy thu phát khóa pha dải rộng trong miền tương tự. Tại khối phát, dữ liệu số sau khi được điều chế vào các sóng mang được đem đi thực hiện phép biến đổi Fourier để tạo sự trực giao giữa các sóng mang.Trong thực tế người ta dùng phép biến đổi Fourier nhanh (FFT) cho bước này.FFT là một dạng biến đổi Fourier rời rạc (DFT) nhưng cho hiệu quả tính toán cao hơn nên được dùng trong các hệ thống thực tế.Sau khi đã tạo được sự trực giao giữa các sóng mang, các sóng mang này lại được chuyển về miền thời gian bằng IFFT để truyền đi.Lúc này ta đã tạo được một tín hiệu OFDM gồm một nhóm các sóng mang trực giao với nhau trong miền thời gian.Lưu ý, tín hiệu OFDM mới chỉ ở băng tần cơ sở, cần được chuyển lên tới tần số được lựa chọn để truyền đi.
Khối thu thực hiện quá trình ngược lại khối phát. Tín hiệu OFDM thu từ anten được chuyển về băng tần cơ sở để xử lý. Tín hiệu này sau đó được qua FFT để phân
tích tín hiệu trong miền tần số.Pha và biên độ của các sóng mang con được nhận diện và được chuyển thành dữ liệu số cần thu.
2.1.5.1 Chuyển đổi nối tiếp song song (Serial to Parallel)
Dữ liệu số thường ở dạng một chuỗi các bit liên tiếp. Trong hệ thống OFDM, mỗi symbol thường mang từ 40 – 4000 bits, do đó bước chuyển đổi nối tiếp song song là cần thiết để đặt các bit thông tin lên OFDM symbol. Số bit thông tin trên một symbol phụ thuộc vào phương thức điều chế và số sóng mang con. Chú ý rằng nếu ta dùng phương thức điều chế thích nghi (Adaptive Modulation) thì số bit thông tin trên từng sóng mang con có thể không giống nhau. Tại phía thu quá trình ngược lại, chuyển đổi song song nối tiếp, sẽ được thực hiện để chuyển dữ liệu về dạng nối tiếp như ban đầu tại hình 2.7.
Hình 2.7: Cho ta thấy quan hệ giữa tốc độ symbol và tốc độ bít phụ thuộc vào số bít trong một symbol.
Khi tín hiệu OFDM truyền trong môi trường đa đường, do pha đinh chọn lựa tần số sẽ xuất hiện những nhóm sóng mang con bị suy giảm nghiêm trọng tới mức gây ra lỗi bit tại phía thu. Các điểm trũng trong đáp ứng tần số của kênh truyền có thể làm cho thông tin trên một số sóng mang lân cận nhau bị phá huỷ, kết quả là có một cụm các bit liền nhau bị lỗi. Nếu như cụm bit lỗi này không quá lớn, nằm trong tầm
kiểm soát của bộ sửa lỗi ở phía thu thì vấn đề sẽ chẳng đáng ngại. Nhưng thực tế, các cụm bit lỗi này lại thường khá lớn, trong khi khả năng kiểm soát của bộ sửa lỗi lại rất hạn chế, vả lại việc cải thiện khả năng sửa lỗi thường rất tốn kém. Một ý tưởng đơn giản và dễ thực hiện để giải quyết vấn đề này đó là: nếu như các cụm bit lỗi này gồm các bit không lân cận nhau thì khi chuyển đổi song song sang nối tiếp ở phía thu, các bit lỗi này sẽ nằm rải rác, và như vậy ta đã tránh được các cụm bit lỗi lớn. Do đó ở hầu hết các hệ thống thực tế, người ta đều sử dụng một bộ xáo trộn bit hay còn gọi là cài xen (interleaving) như là một phần của quá trình chuyển đổi nối tiếp song song. Thay vì truyền các bit tuần tự theo vị trí của chúng trong chuỗi bit thông tin đầu vào, ta truyền chúng không theo thứ tự, rồi sau đó lại sắp xếp chúng đúng thứ tự ở phía thu.
2.1.5.2 Điều chế sóng mang phụ
Các sóng mang phụ sau khi được cấp phát các bit thông tin để truyền đi, chúng sẽ được điều chế pha và biên độ bằng các phương thức điều chế thích hợp. Lúc này sóng mang được biểu diễn bằng vector IQ. Quá trình điều chế vào các sóng mang con thực chất là quá trình ánh xạ các bit thông tin theo một sơ đồ điều chế cụ thể. Do đó quá trình này còn gọi là Mapping.
Tại máy thu, thực hiện việc giải mã vectơ IQ thành từ mã ban đầu. Trong quá trình truyền, nhiễu và méo của kênh truyền làm cho các vectơ IQ thu nhận được không rõ nét, do đó có thể gây lỗi nhận diện từ mã. Do đó với mỗi phương thức điều chế sẽ cần một tỷ số tín hiệu trên tạp âm nhất định. Ví dụ với phương thức điều chế 16-QAM, khi đó tỷ số tín hiệu trên tạp âm cho phép là S/N = 18dB.
Mỗi một symbol b bit trong một fram sẽ được đưa vào bộ mapping, mục đích là để nâng cao dung lượng kênh truyền. Một symbol b sẽ tương ứng một trong M=2b
trạng thái hay một vị trí trong giản đồ chòm sao.
BPSK sử dụng một symbol có 1 bit 0 hoặc 1 sẽ xác định trạng thái 00 hoặc 1800, tốc độ Baud hay tốc độ symbol sẽ bằng tốc độ bít Rsymbol = Rb. QPSK sử dụng 1 symbol 2 bít (Dibit), Rsymbol = Rb/2.
8 – PSK hay 8 – QAM sử dụng 1 symbol 3 bit (tribit), Rsymbol = Rb/3. 16 – PSK hay 16 – QAM sử dụng 1 symbol 4 bit (quabit), Rsymbol = Rb/4.
Số bít được truyền trong một symbol tăng lên (M tăng lên), thì hiệu quả băng thông Befficiency = 𝑹𝒃
𝑩𝑻 log2M = b [bps/Hz] tăng lên, tuy nhiên sai số BER cũng sẽ tăng lên.
Nyquits đã đưa ra công thức dung lượng kênh tối đa trong môi trường không nhiễu: C = 2Blog2M trong đó B là băng thông của kênh truyền. Do đó ta không thể tăng M lên tùy ý được, công thức trên cho phép ta xác định M lớn nhất, số bit lớn nhất có thể truyền trong một symbol.
Một số phương thức điều chế số thường dùng trong bộ Mapping: M – PSK (Phase Shift Keying)
M – DPSK (Differential Phase Shift Keying) M – QAM (Quarature Amplitude Modulation)
2.1.5.3 Chuyển đổi từ miền tần số sang miền thời gian
Sau giai đoạn điều chế sóng mang con, ta đã ấn định được cho mỗi sóng mang con một biên độ và pha dựa trên các bit thông tin được truyền đi và phương thức điều chế sóng mang được sử dụng, những sóng mang con không truyền tin sẽ có biên độ bằng 0. Đây là bước xây dựng tín hiệu OFDM trong miền tần số. Để truyền được thì tín hiệu OFDM phải được chuyển về miền thời gian bằng IFFT. Trong miền tần số, mỗi điểm rời rạc mà tại đó ta thực hiện IFFT tương ứng với một sóng mang con. Các sóng mang con có biên độ bằng không sẽ được sử dụng như dải bảo vệ tại hình 2.8.