OFCDM expliqué : multiplexage par division de fréquence et de code orthogonal dans le sans-fil

L'OFCDM (Orthogonal Frequency Code Division Multiplexing) fusionne la robustesse multi-porteuses de l'OFDM avec l'accès multiple par domaine de code du CDMA — visant une efficacité spectrale élevée en canaux à démultiplication de trajet.

Blocs de construction

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

• Divise un canal large en N sous-porteuses orthogonales (ex : 1024, 2048).
• Chaque sous-porteuse = bande étroite → affaiblissement plat par sous-porteuse.
• Préfixe cyclique (CP) absorbe l'étalement de délai → élimine l'ISI.
• Utilisé dans : Wi-Fi (802.11a/g/n/ac/ax), LTE/5G NR liaison descendante, DVB-T, DAB.

CDMA (Code Division Multiple Access)

• Étale le signal de chaque utilisateur avec un code orthogonal/d'étalement unique (Walsh, OVSF, Gold).
• Plusieurs utilisateurs partagent même temps/fréquence — séparés au récepteur par corrélation.
• Gain de traitement = facteur d'étalement → suppression d'interférence.
• Utilisé dans : IS-95, CDMA2000, WCDMA (UMTS).

Fusion OFCDM

• Domaine fréquence : Sous-porteuses OFDM.
• Domaine code : Chaque utilisateur obtient un code d'étalement appliqué par sous-porteuse (ou à travers les sous-porteuses).
• Résultat : grille de ressources 2D (temps-fréquence-code).

Avantages clés

• Résilience multipath : CP OFDM + diversité de fréquence par étalement.
• Séparation multi-utilisateurs : Codes isolent les utilisateurs même sur mêmes sous-porteuses.
• Ordonnancement flexible : Attribution blocs de sous-porteuses + codes par utilisateur (FDMA + CDMA).
• Évolutivité : Ajout d'utilisateurs par allocation de nouveaux codes ; pas de limite de partition dure.

Défis

• Orthogonalité des codes perdue en liaison montante asynchrone (délai multipath > durée de puce) → IAM (Interférence d'Accès Multiple).
• PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) élevé de l'OFDM + étalement.
• Récepteur complexe : détection multi-utilisateurs (PIC, SIC, MMSE) nécessaire pour la capacité.

Où c'est utilisé

• Proposé pour liaison montante 4G/5G (DFT-s-OFDM en 5G NR est mono-porteuse, pas OFCDM).
• Prototypes de recherche (NTT DoCoMo, Samsung, académique) — pas largement commercialisé.
• Plus proche déployé : MC-CDMA (Multi-Carrier CDMA) dans certains systèmes de recherche satellite/terrestre.

L'OFCDM reste largement une architecture de recherche — la 5G NR a choisi CP-OFDM (DL) + DFT-s-OFDM (UL) pour un meilleur compromis complexité d'implémentation/performance.