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직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM)은 다중 반송파(multiple carrier frequencies)를 이용하여 디지털 데이터를 인코딩하는 방식이다. OFDM은 유무선을 불문하고 광대역 디지털 통신을 위한 일반적인 방법론으로 발전해 왔으며, 디지털 TV 및 오디오 방송, 디지털 가입자 회선(Digital subscriber line, DSL) 인터넷 접속, 무선 네트워크, 그리고 4세대 이동 통신 등 다양한 분야에서 응용되고 있다.
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OFDM은 직교 부호화 주파수 분할 다중 방식(Coded OFDM, COFDM) 및 DMT(discrete multi-tone modulation)와 근본적으로 동일하며, 디지털 다중 반송파 변조 방식(digital multi-carrier modulation method)으로 쓰이는 주파수 분할 다중화(frequency-division multiplexing, FDM) 방법론이다.[1] "부호화(coded)"라는 단어는 전방 오류 정정(forward error correction, FEC) 방식을 사용하는 데서 비롯되었다. 여러 개의 병렬 데이터 스트림이나 채널을 통해 데이터[1]를 전송하기 위해 다수의 밀접 간격 직교 부반송파(orthogonal sub-carrier) 신호가 사용된다. 각각의 부반송파는 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation, QAM) 또는 위상 편이 변조(phase-shift keying, PSK)와 같은 전통적인 변조 체계를 사용하여 낮은 심볼율(symbol rate)에서 변조되며, 같은 대역폭의 전통적인 단일 반송파(single-carrier) 변조 체계와 유사한 총 데이터 속도를 유지한다.
단일 반송파 체계와 비교하여 OFDM이 더 효율적인 주된 이유는 복잡한 이퀄라이저 필터 없이도 혹독한 채널 환경(예를 들어, 긴 구리선 내의 고주파 감쇠, 협대역 간섭 및 다중 경로에 의한 주파수 선택적 페이딩)에 대처할 수 있다는 점이다. 채널 이퀄라이제이션(Channel equalization)이 이처럼 간단해 질 수 있는 이유는 OFDM이 급격하게 변조된 하나의 광대역 신호 대신 완만히 변조된 다수의 협대역 신호를 사용한다고 볼 수 있기 때문이다. 낮은 심볼율은 심볼들 사이의 적절한 보호 구간(guard interval)을 유지할 수 있게 해 준다. 이를 통해 부호간 간섭(Intersymbol Interference, ISI)을 제거할 수 있으며, echo와 time-spreading(아날로그 TV에서 각각 고스팅과 블러링으로 나타남)을 활용하여 다이버시티 이득(diversity gain), 즉 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio, SNR) 또한 향상 시킬 수 있다. 나아가, 이 메커니즘은 기존의 단일 반송파 체계에서 발생하는 간섭은 방지하고 먼 거리의 여러 송신기들로부터 보내진 신호를 건설적으로 결합시킴으로써, 여러 인접해 있는 송신기가 동시에 같은 신호를 동일한 주파수로 보낼 수 있도록 하는 단일 주파수 망(single frequency networks, SFNs)의 설계를 더욱 용이하게 한다.
기존 OFDM 기반 표준 및 제품에 관해 정리하면 다음과 같다.
OFDM 기반의 다중 접속 기술인 OFDMA는 몇몇 4G 및 Pre-4G 휴대폰 네트워크 및 모바일 광대역 표준에서도 사용된다.
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