LTE OFDM-Technologie
Um den Effekt des in UMTS verfügbaren Mehrweg-Fading-Problems zu überwinden, verwendet LTE OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) für die Abwärtsverbindung, dh von der Basisstation zum Terminal, um die Daten stattdessen über viele Schmalbandkarrieren von jeweils 180 kHz zu übertragen ein Signal über die gesamte 5-MHz-Karrierebandbreite zu verteilen, d. h. OFDM verwendet eine große Anzahl schmaler Unterträger für die Mehrträgerübertragung, um Daten zu übertragen.
Das orthogonale Frequenzmultiplex (OFDM) ist ein Frequenzmultiplex (FDM) -Schema, das als digitales Mehrträgermodulationsverfahren verwendet wird.
OFDM erfüllt die LTE-Anforderungen an die Frequenzflexibilität und ermöglicht kostengünstige Lösungen für sehr breite Carrier mit hohen Spitzenraten. Die grundlegende physische LTE-Downlink-Ressource kann als Zeit-Frequenz-Gitter betrachtet werden, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:
Die OFDM-Symbole sind in Ressourcenblöcken gruppiert. Die Ressourcenblöcke haben eine Gesamtgröße von 180 kHz im Frequenzbereich und 0,5 ms im Zeitbereich. Jedes 1-ms-Übertragungszeitintervall (TTI) besteht aus zwei Steckplätzen (Tslot).
Jedem Benutzer wird im time.frequency-Raster eine Reihe von sogenannten Ressourcenblöcken zugeordnet. Je mehr Ressourcenblöcke ein Benutzer erhält und je höher die in den Ressourcenelementen verwendete Modulation ist, desto höher ist die Bitrate. Welche Ressourcenblöcke und wie viele der Benutzer zu einem bestimmten Zeitpunkt erhält, hängt von erweiterten Planungsmechanismen in den Häufigkeits- und Zeitdimensionen ab.
Die Planungsmechanismen in LTE ähneln denen in HSPA und ermöglichen eine optimale Leistung für verschiedene Dienste in verschiedenen Funkumgebungen.
Vorteile von OFDM
Der Hauptvorteil von OFDM gegenüber Einzelträgerschemata ist seine Fähigkeit, mit schwierigen Kanalbedingungen (z. B. Dämpfung hoher Frequenzen in einem langen Kupferdraht, schmalbandige Interferenz und frequenzselektives Fading aufgrund von Mehrwegeausfällen) ohne komplexe Entzerrungsfilter fertig zu werden.
Die Kanalentzerrung wird vereinfacht, da OFDM als Verwendung vieler langsam modulierter Schmalbandsignale anstelle eines schnell modulierten Breitbandsignals angesehen werden kann.
Die niedrige Symbolrate macht die Verwendung eines Schutzintervalls zwischen Symbolen erschwinglich und ermöglicht die Beseitigung von Inter-Symbol-Interferenzen (ISI).
Dieser Mechanismus erleichtert auch den Entwurf von Einzelfrequenznetzen (SFNs), bei denen mehrere benachbarte Sender gleichzeitig dasselbe Signal mit derselben Frequenz senden, da die Signale von mehreren entfernten Sendern konstruktiv kombiniert werden können, anstatt zu stören, wie dies normalerweise bei herkömmlichen Sendern der Fall ist Einträgersystem.
Nachteile von OFDM
Hohes Verhältnis von Spitze zu Durchschnitt
Empfindlich gegenüber Frequenzversatz, daher auch gegenüber Doppler-Verschiebung
SC-FDMA-Technologie
LTE verwendet eine vorcodierte Version von OFDM, die im Uplink als Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) bezeichnet wird. Dies soll einen Nachteil bei normalem OFDM ausgleichen, das ein sehr hohes Verhältnis von Spitze zu durchschnittlicher Leistung (PAPR) aufweist.
Ein hoher PAPR erfordert teure und ineffiziente Leistungsverstärker mit hohen Anforderungen an die Linearität, was die Kosten des Terminals erhöht und die Batterie schneller entlädt.
SC-FDMA löst dieses Problem, indem die Ressourcenblöcke so gruppiert werden, dass der Bedarf an Linearität und damit der Stromverbrauch im Leistungsverstärker verringert wird. Ein niedriger PAPR verbessert auch die Abdeckung und die Leistung am Zellenrand.