Technologia LTE OFDM

Aby przezwyciężyć wpływ problemu zanikania wielu ścieżek dostępnego w UMTS, LTE wykorzystuje ortogonalne zwielokrotnienie z podziałem częstotliwości (OFDM) dla łącza w dół - to znaczy od stacji bazowej do terminala w celu przesyłania danych w wielu wąskopasmowych karierach po 180 kHz każda. rozprzestrzeniania jednego sygnału w całym paśmie kariery 5 MHz, tj. OFDM wykorzystuje dużą liczbę wąskich podnośnych do transmisji wielu nośnych do przenoszenia danych.

Multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM) jest schematem multipleksowania z podziałem częstotliwości (FDM) stosowanym jako metoda modulacji cyfrowej z wieloma nośnymi.

OFDM spełnia wymagania LTE dotyczące elastyczności widma i umożliwia opłacalne rozwiązania dla bardzo szerokich operatorów z wysokimi szczytowymi szybkościami. Podstawowy zasób fizyczny łącza w dół LTE można postrzegać jako siatkę czasowo-częstotliwościową, jak pokazano na poniższym rysunku:

Symbole OFDM są pogrupowane w bloki zasobów. Bloki zasobów mają całkowity rozmiar 180 kHz w dziedzinie częstotliwości i 0,5 ms w dziedzinie czasu. Każdy 1ms przedział czasu transmisji (TTI) składa się z dwóch szczelin (Tslot).

Każdemu użytkownikowi przydzielana jest pewna liczba tzw. Bloków zasobów w siatce time.frequency. Im więcej bloków zasobów otrzyma użytkownik i im wyższa modulacja zastosowana w elementach zasobów, tym wyższa przepływność. To, które bloki zasobów i ile użytkownik otrzymuje w danym momencie, zależy od zaawansowanych mechanizmów planowania w wymiarze częstotliwości i czasu.

Mechanizmy planowania w LTE są podobne do tych stosowanych w HSPA i zapewniają optymalną wydajność dla różnych usług w różnych środowiskach radiowych.

Zalety OFDM

Podstawową zaletą OFDM w porównaniu ze schematami z pojedynczą nośną jest jego zdolność do radzenia sobie w trudnych warunkach w kanale (na przykład tłumienie wysokich częstotliwości w długim drucie miedzianym, zakłócenia wąskopasmowe i selektywne zanikanie częstotliwości z powodu wielodrożności) bez skomplikowanych filtrów wyrównawczych.
Korekcja kanału jest uproszczona, ponieważ OFDM można postrzegać jako wykorzystujący wiele wolno modulowanych sygnałów wąskopasmowych, a nie jeden szybko modulowany sygnał szerokopasmowy.
Niska szybkość transmisji symboli sprawia, że stosowanie przedziału ochronnego między symbolami jest przystępne, umożliwiając wyeliminowanie interferencji między symbolami (ISI).
Mechanizm ten ułatwia również projektowanie sieci jednoczęstotliwościowych (SFN), w których kilka sąsiednich nadajników wysyła ten sam sygnał jednocześnie na tej samej częstotliwości, ponieważ sygnały z wielu odległych nadajników można łączyć konstrukcyjnie, a nie zakłócać, jak to zwykle ma miejsce w tradycyjnym system z jednym nośnikiem.

Wady OFDM

Wysoki stosunek wartości szczytowej do średniej
Wrażliwy na przesunięcie częstotliwości, a więc również na przesunięcie Dopplera

Technologia SC-FDMA

LTE wykorzystuje wstępnie zakodowaną wersję OFDM o nazwie wielokrotny dostęp z podziałem częstotliwości z pojedynczą nośną (SC-FDMA) w łączu nadawczym. Ma to na celu skompensowanie wady normalnego OFDM, który ma bardzo wysoki stosunek mocy szczytowej do średniej (PAPR).

Wysoki PAPR wymaga drogich i nieefektywnych wzmacniaczy mocy o wysokich wymaganiach co do liniowości, co zwiększa koszt terminala i szybciej wyczerpuje baterię.

SC-FDMA rozwiązuje ten problem poprzez grupowanie razem bloków zasobów w taki sposób, aby zmniejszyć potrzebę liniowości, a więc i pobór mocy we wzmacniaczu mocy. Niski PAPR poprawia również pokrycie i wydajność na krawędzi komórki.