Fondamentali dell’OFDM
OFDM è stato selezionato per il downlink perché può
- Efficienza spettrale migliorata
- Riduci l’effetto ISI tramite il multipath
- Fornisce una migliore protezione contro lo sbiadimento selettivo della frequenza
OFDM è uno schema che offre una buona resistenza al multipath ed è ora ampiamente riconosciuto come il metodo preferito per mitigare il multipath per il wireless a banda larga. Può essere facilmente esteso a uno schema multi-accesso chiamato OFDMA, in cui a ciascun utente viene assegnato un diverso insieme di sottoportanti.
Miglioramento dell’efficienza spettrale della frequenza
OFDM aumenta l’efficienza spettrale incorporando più portanti nello stesso spazio di frequenze di una singola portante.
Riduzione dell’impatto dell’interferenza tra simboli (ISI)
Il miglioramento dell’efficienza spettrale della frequenza richiede la riduzione dell’interferenza dei simboli Inter (ISI). Ciò si ottiene mediante un’attenuazione della frequenza più stretta e l’allineamento dei valori nulli e dei picchi tra frequenze diverse.
Migliore protezione contro lo sbiadimento della frequenza
La larghezza di banda della sottoportante e del blocco di risorse più piccola aumenta la robustezza contro l’attenuazione correlata alla frequenza. Con questa larghezza di banda della portante più piccola, la larghezza di banda della coerenza di frequenza è molto più piccola rispetto ai sistemi 3G mentre il fattore di correlazione è molto più alto.
Di conseguenza, sarà anche molto più semplice implementare un algoritmo di pianificazione basato sulla pianificazione selettiva della frequenza per migliorare il throughput del sistema nel modo mostrato di seguito.
Concetti fondamentali su SC-FDMA
Single Carrier-FDMA è una tecnica di accesso multiplo a portante singola sviluppata di recente che ha struttura e prestazioni simili a OFDMA. SC-FDMA può essere visto come uno speciale sistema OFDMA con il segnale dell’utente precodificato mediante trasformata discreta di Fourier (DFT), quindi noto anche come OFDMA precodificato DFT o OFDMA diffuso DFT.
Un vantaggio importante di SC-FDMA rispetto a OFDMA è il PAPR (rapporto di potenza picco-media) inferiore della forma d’onda di trasmissione per modulazioni di ordine basso come QPSK e BPSK, a vantaggio degli utenti mobili in termini di durata della batteria ed efficienza energetica.
I segnali
OFDM hanno un rapporto picco-media (PAR) più elevato, spesso chiamato rapporto di potenza picco-media (PAPR), rispetto ai segnali a portante singola. Il motivo è che nel dominio del tempo un segnale multiportante è la somma di molti segnali a banda stretta. In alcuni casi, questa somma è elevata e in altri casi è piccola, il che significa che il valore di picco del segnale è sostanzialmente maggiore del valore medio.
Questo PAR elevato è una delle sfide di implementazione più importanti che deve affrontare l’OFDM, perché riduce l’efficienza e quindi aumenta il costo dell’amplificatore di potenza RF, che è uno dei componenti più costosi della radio. La figura seguente mostra la relazione tra OFDM e SC-FDMA in LTE.
La differenza principale tra lo schema di trasmissione downlink e uplink è che ciascuna sottoportante nell’uplink trasporta informazioni su ciascun simbolo di modulazione trasmesso come mostrato nella figura seguente, mentre nel downlink ciascuna sottoportante trasporta solo informazioni relative a uno specifico simbolo di modulazione. Di conseguenza, anche il livello di potenza uplink dovuto a SC-FDMA deve essere aumentato di 2~3 dB per compensare il rumore aggiuntivo dovuto alla maggiore diffusione.
