Enlace ascendente LTE SC-FDMA y LTE
LTE (Long-Term Evolution) utiliza un esquema de modulación específico para el enlace ascendente conocido como Acceso múltiple por división de frecuencia de portadora única (SC-FDMA). SC-FDMA es un esquema de modulación y acceso que brinda ventajas para la transmisión de enlace ascendente en redes LTE.
- Introducción a SC-FDMA y estructura de trama de enlace ascendente
- Unión de transmisión de portador único y FDMA
- Enlace ascendente de cadenas de transmisión y recepción SC-FDMA
- Comparación de la relación de potencia pico a promedio (PAPR) con SC-FDMA y OFDMA
Estos son algunos aspectos clave de LTE SC-FDMA y el enlace ascendente LTE:
SC-FDMA en enlace ascendente LTE:
En la dirección de enlace ascendente de LTE, se utiliza SC-FDMA como esquema de modulación. SC-FDMA es una forma de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) donde a cada usuario se le asigna un subconjunto específico de subportadoras para la transmisión.
SC-FDMA ofrece ventajas sobre los esquemas FDMA tradicionales al reducir la relación de potencia pico a promedio (PAPR) y mejorar la eficiencia energética. Esto es especialmente importante para dispositivos móviles con batería limitada.
Asignación de recursos de enlace ascendente:
En LTE, los recursos de enlace ascendente se asignan dinámicamente a diferentes usuarios según las condiciones y la calidad de su canal. La asignación de recursos del enlace ascendente la realiza la estación base (eNodeB) utilizando técnicas como la programación del enlace ascendente y el control de energía.
Los recursos de enlace ascendente se asignan en el dominio de la frecuencia y el dominio del tiempo, especificando el subconjunto de subportadoras y la duración de la transmisión para cada usuario.
Procedimiento de acceso aleatorio:
El enlace ascendente LTE incluye un procedimiento de acceso aleatorio que permite a los UE solicitar acceso a la red e iniciar una transmisión de enlace ascendente. Este procedimiento se utiliza para el establecimiento de conexión inicial, traspasos y otros intercambios de señalización.
Durante el procedimiento de acceso aleatorio, el UE transmite un preámbulo en un conjunto específico de subportadoras y el eNodoB responde con una concesión de recursos de transmisión de enlace ascendente.
Informes de calidad del canal de enlace ascendente:
Los informes de calidad del canal de enlace ascendente son una parte esencial de las operaciones de enlace ascendente de LTE. Los UE miden periódicamente la calidad del canal de enlace ascendente y lo informan al eNodoB. Esta información se utiliza para la asignación de recursos, la programación y la optimización del control de energía.
Al emplear SC-FDMA en el enlace ascendente, LTE logra un equilibrio entre eficiencia energética, eficiencia espectral y robustez. SC-FDMA reduce el PAPR en comparación con otros esquemas de modulación como el acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDMA), lo que lo hace adecuado para transmisiones de enlace ascendente desde dispositivos que funcionan con baterías. La asignación dinámica de recursos de enlace ascendente, los procedimientos de acceso aleatorio y los informes de calidad del canal contribuyen al funcionamiento eficiente y confiable del enlace ascendente LTE.
¿Por qué se utiliza SC-FDMA en el enlace ascendente para LTE?
SC-FDMA (Acceso múltiple por división de frecuencia de portadora única) se utiliza en el enlace ascendente para LTE (Evolución a largo plazo) debido a varias ventajas que ofrece sobre otros esquemas de modulación. Estas son las razones clave por las que se utiliza SC-FDMA en el enlace ascendente para LTE:
Eficiencia energética:
SC-FDMA proporciona una mejor eficiencia energética en comparación con otros esquemas de modulación como OFDMA (Acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal). Muestra una relación de potencia pico a promedio (PAPR) más baja, lo que significa que los amplificadores de potencia en los dispositivos de los usuarios pueden funcionar de manera más eficiente, reduciendo el consumo de energía y extendiendo la vida útil de la batería. Esto es particularmente importante para las transmisiones de enlace ascendente desde dispositivos que funcionan con baterías, como teléfonos inteligentes y dispositivos IoT.
Menor interferencia:
SC-FDMA ofrece un nivel más bajo de interferencia dentro y fuera de banda en comparación con OFDMA. Lo logra distribuyendo la energía de una señal transmitida en un rango de frecuencia más estrecho, lo que resulta en una interferencia reducida a las subportadoras adyacentes. Los niveles de interferencia más bajos mejoran el rendimiento general del sistema y permiten una mejor coexistencia con las bandas de frecuencia vecinas.
Mejor rendimiento del receptor:
SC-FDMA presenta un mejor rendimiento del receptor en términos de complejidad del receptor y tolerancia a errores de frecuencia y ruido de fase. La complejidad del receptor se reduce porque SC-FDMA utiliza una única portadora en lugar de múltiples portadoras como OFDMA. Además, SC-FDMA ha mejorado la tolerancia al desvanecimiento selectivo en frecuencia y a los efectos Doppler, que pueden degradar el rendimiento del receptor.
Asignación de recursos contiguos:
SC-FDMA permite la asignación de recursos contiguos, lo que significa que las subportadoras asignadas son adyacentes entre sí en el dominio de la frecuencia. Esto es particularmente beneficioso para la transmisión de enlace ascendente, ya que permite una implementación más eficiente de la ecualización en el dominio de la frecuencia y simplifica el procesamiento del receptor.
Compatibilidad con tecnologías existentes:
SC-FDMA proporciona una transición fluida desde tecnologías heredadas como WCDMA (acceso múltiple por división de código de banda ancha). Permite la compatibilidad con versiones anteriores al reutilizar la infraestructura WCDMA existente y los componentes de radiofrecuencia, minimizando la necesidad de costosas actualizaciones.
Al utilizar SC-FDMA en el enlace ascendente, LTE logra un buen equilibrio entre eficiencia energética, eficiencia espectral, rendimiento del receptor y compatibilidad con tecnologías heredadas. Estas ventajas hacen que SC-FDMA sea muy adecuado para transmisiones de enlace ascendente en LTE, proporcionando una comunicación eficiente y confiable para varios dispositivos en la red.