OFCDM explicado: Multiplexación por división ortogonal de frecuencia y código inalámbrica

OFCDM (Orthogonal Frequency Code Division Multiplexing) fusiona la robustez multicarriero de OFDM con el acceso múltiple en dominio de código de CDMA — buscando alta eficiencia espectral en canales de desvanecimiento por trayecto múltiple.

Bloques de construcción

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

• Divide el canal de banda ancha en N subportadoras ortogonales (por ejemplo, 1024, 2048).
• Cada subportadora = banda ancha estrecha → desvanecimiento plano por subportadora.
• Prefijo cíclico (CP) absorbe la dispersión de retardo → elimina ISI.
• Usado en: Wi-Fi (802.11a/g/n/ac/ax), LTE/5G NR downlink, DVB-T, DAB.

CDMA (Code Division Multiple Access)

• Expande la señal de cada usuario con un código ortogonal/de expansión único (Walsh, OVSF, Gold).
• Múltiples usuarios comparten el mismo tiempo/frecuencia — separados en el receptor por correlación.
• Ganancia de procesamiento = factor de expansión → supresión de interferencias.
• Usado en: IS-95, CDMA2000, WCDMA (UMTS).

Fusión OFCDM

• Dominio de frecuencia: Subportadoras OFDM.
• Dominio de código: Cada usuario recibe un código de expansión aplicado por subportadora (o a través de subportadoras).
• Resultado: rejilla de recursos 2D (tiempo-frecuencia-código).

Beneficios clave

• Resistencia a trayecto múltiple: CP de OFDM + diversidad de frecuencia de la expansión.
• Separación multiusuario: Los códigos aíslan a los usuarios incluso en las mismas subportadoras.
• Programación flexible: Asigna bloques de subportadoras + códigos por usuario (FDMA + CDMA).
• Escalabilidad: Agrega usuarios asignando nuevos códigos; sin límite de partición fija.

Desafíos

• La ortogonalidad del código se pierde en el enlace ascendente asincrónico (desfase de trayecto múltiple > duración del chip) → MAI (Interferencia de Acceso Múltiple).
• Alto PAPR (Relación Pico-Promedio de Potencia) por OFDM + expansión.
• Receptor complejo: detección multiusuario (PIC, SIC, MMSE) necesaria para capacidad.

Dónde se usa

• Propuesto para enlace ascendente 4G/5G (DFT-s-OFDM en 5G NR es monocarriero, no OFCDM).
• Prototipos de investigación (NTT DoCoMo, Samsung, academia) — no ampliamente comercializado.
• Más cercano desplegado: MC-CDMA (CDMA Multicarriero) en algunos sistemas satelitales/terrestres de investigación.

OFCDM sigue siendo en gran medida una arquitectura de investigación — 5G NR eligió CP-OFDM (DL) + DFT-s-OFDM (UL) por mejor compensación complejidad de implementación/rendimiento.