Conformación de pulsos y espectro en LTE

La ingeniería de RF es una compensación entre: el espectro de radio requerido (ancho de banda), la velocidad de transmisión de datos (tasas de bits) y la complejidad de la implementación. La forma de pulso utilizada para modular símbolos de datos complejos a la frecuencia portadora de radio es el elemento principal de esta historia.

A lo largo de los años, se han estudiado y utilizado varias formas de pulso y sus filtros de configuración de pulso asociados en sistemas de radio privados y comerciales. GSM, por ejemplo, utiliza un filtro GMSK (codificación de desplazamiento mínimo gaussiano) que produce pulsos cercanos a formas de onda sin/coseno con una curva gaussiana como amplitud, WCDMA utiliza filtros de configuración de pulsos con reducción de coseno elevado de raíz.

Dos características son importantes para un pulso: la presentación en el dominio del tiempo y la presentación en el dominio de la frecuencia. En el dominio del tiempo se puede reconocer “cuánto tiempo durará el pulso del símbolo en el aire” y en el dominio de la frecuencia se puede estudiar el espectro requerido en términos de ancho de banda. Uno de los pulsos en el dominio del tiempo más simples es el pulso rectangular. Simplemente salta en el instante t=0 a su amplitud máxima y después de la duración del pulso TS vuelve a saltar a 0. Esta forma de pulso tiene dos ventajas principales.

En primer lugar, es sencillo de implementar: no se requiere ningún sistema de filtrado complejo para detectar dichos impulsos y generarlos. En segundo lugar, el pulso tiene una duración claramente definida. Después de TS, la amplitud de la señal es cero, lo que supone una gran ventaja en el caso de entornos de propagación por trayectos múltiples, ya que simplifica el manejo de la interferencia entre símbolos. Además, si el siguiente símbolo comienza después de que finalice el primer pulso, no habrá interferencia entre símbolos en un entorno sin rutas múltiples.

Para un receptor, esto significa que no se requieren mecanismos de cancelación de interferencia entre símbolos complicados y costosos. La desventaja del pulso rectangular es que ocupa un espectro bastante grande.

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