LTE (Long-Term Evolution) utilizza il multiplexing a divisione di frequenza ortogonale (OFDM) come schema di modulazione. OFDM è una tecnologia chiave nella trasmissione di dati sullo spettro delle radiofrequenze, offrendo numerosi vantaggi in termini di efficienza e robustezza.
Comprensione dell’OFDM:
1. Multiplexing a divisione di frequenza:
OFDM è una forma di multiplexing a divisione di frequenza (FDM). Nella FDM tradizionale, i dati vengono trasmessi su più frequenze portanti contemporaneamente. Tuttavia, queste portanti sono spesso troppo vicine tra loro, causando un’interferenza nota come diafonia. OFDM affronta questo problema utilizzando portanti ortogonali.
2. Trasportatori ortogonali:
Nell’OFDM, i vettori sono ortogonali tra loro, il che significa che sono matematicamente perpendicolari. Questa ortogonalità riduce al minimo l’interferenza tra le portanti, consentendo loro di essere ravvicinate senza causare diafonia. Questa caratteristica consente un utilizzo efficiente dello spettro di frequenze disponibile.
3. Struttura del simbolo:
OFDM divide il flusso di dati in più sottocanali paralleli, ciascuno rappresentato da una portante separata. Questi sottocanali sono modulati in modo indipendente e i loro segnali vengono combinati per creare il segnale trasmesso finale. Questa parallelizzazione contribuisce alle elevate velocità di dati ottenibili con OFDM.
LTE e OFDM:
LTE utilizza OFDM come schema di modulazione per il downlink (dalla stazione base al dispositivo dell’utente). L’uso di OFDM in LTE comporta numerosi vantaggi:
1. Scalabilità:
OFDM consente la scalabilità della larghezza di banda, adattando diverse larghezze di banda del canale per adattarsi a vari scenari di distribuzione. LTE supporta diverse larghezze di banda, come 5 MHz, 10 MHz e 20 MHz, offrendo agli operatori la flessibilità necessaria per ottimizzare le prestazioni della rete.
2. Resistenza allo sbiadimento multipercorso:
OFDM è particolarmente adatto per gestire il multipath fading, un fenomeno in cui i segnali seguono più percorsi per raggiungere il ricevitore, causando ritardi e distorsioni del segnale. L’ortogonalità delle portanti nell’OFDM aiuta a mitigare gli effetti del multipath fading, migliorando l’affidabilità del segnale.
3. Utilizzo efficiente dello spettro:
L’utilizzo di OFDM da parte di LTE consente un utilizzo efficiente dello spettro di frequenze. Le portanti ortogonali consentono un’elevata efficienza spettrale, il che significa che è possibile trasmettere più dati all’interno di una determinata larghezza di banda.
Uplink e OFDMA:
Mentre LTE utilizza principalmente OFDM nel downlink, l’uplink (dal dispositivo utente alla stazione base) utilizza l’accesso multiplo a divisione di frequenza ortogonale (OFDMA). OFDMA è un’estensione di OFDM che introduce l’accesso multiplo consentendo a diversi utenti di trasmettere simultaneamente su più sottoportanti.
1. Assegnazione delle risorse:
OFDMA nell’uplink consente un’allocazione efficiente delle risorse, consentendo a più utenti di condividere lo spettro disponibile. A ogni utente viene assegnato un sottoinsieme di sottoportanti e questi sottoinsiemi possono essere allocati dinamicamente in base ai requisiti di dati degli utenti.
2. Flessibilità:
OFDMA migliora la flessibilità dell’uplink LTE, supportando diversi scenari utente e diverse richieste di traffico. È particolarmente efficace nel gestire la natura intermittente delle trasmissioni uplink nelle comunicazioni mobili.
Conclusione:
In sintesi, LTE utilizza prevalentemente OFDM per il downlink, offrendo vantaggi quali scalabilità, resistenza al multipath fading e utilizzo efficiente dello spettro. Nell’uplink, LTE utilizza OFDMA, un’estensione di OFDM, per consentire l’accesso multiplo e un’efficiente allocazione delle risorse.