Hoe wordt BLER berekend in LTE?

Hoe wordt BLER berekend in LTE?

BLER (Block Error Rate) is een belangrijke prestatiemaatstaf die wordt gebruikt om de betrouwbaarheid van een LTE-netwerk te evalueren. Het geeft het percentage van het aantal verzonden blokken dat fouten bevat en niet correct kan worden gedecodeerd. Deze foutpercentage wordt vaak gebruikt om de kwaliteit van de verbinding en de prestaties van het netwerk in termen van gegevensoverdracht te meten. In LTE wordt BLER vaak geassocieerd met de prestaties van het fysieke laag, in het bijzonder de modulatie- en coderingsprocessen die verantwoordelijk zijn voor het verzenden van gegevens over het draadloze netwerk.

Wat is BLER?

BLER is het percentage van de verzonden blokken (data-eenheden) die door de ontvanger als incorrect worden gemarkeerd. LTE gebruikt een systeem waarin gegevens in blokken worden gesegmenteerd en verzonden. Wanneer een blok niet correct kan worden gedecodeerd vanwege signaalverlies of interferentie, wordt dit beschouwd als een “fout blok” en wordt dit gecorrigeerd door hertransmissie via ARQ (Automatic Repeat reQuest) of via FEC (Forward Error Correction) technieken. Een hoge BLER duidt op een slecht netwerk of een zwakke verbinding, wat leidt tot lagere data-snelheden en minder betrouwbare communicatie.

Formule voor het berekenen van BLER

De basisformule voor het berekenen van BLER is eenvoudig en wordt als volgt gedefinieerd:

BLER = (Aantal foutieve blokken / Aantal verzonden blokken) * 100

Hierbij is:

• Aantal foutieve blokken: Het aantal blokken waarin ten minste één bit of symbool fout werd gedetecteerd en waarvoor foutcorrectie of hertransmissie nodig was.
• Aantal verzonden blokken: Het totale aantal verzonden datablokken, inclusief zowel correcte als incorrecte blokken.

Waarom is BLER belangrijk in LTE?

BLER speelt een cruciale rol in de prestatiebeoordeling van LTE-netwerken. Het heeft invloed op verschillende aspecten van de gebruikerservaring, zoals:

• Netwerkcapaciteit: Een hoge BLER kan de netwerkcapaciteit verminderen, omdat het aantal hertransmissies van foutieve blokken de efficiëntie van het netwerk verlaagt.
• Data-overdrachtsnelheid: Hoe hoger de BLER, hoe lager de daadwerkelijke data-overdrachtsnelheid, omdat er meer hertransmissies nodig zijn om foutieve blokken te corrigeren.
• Betrouwbaarheid van de verbinding: Een hoge BLER wijst vaak op een onbetrouwbare draadloze verbinding, wat kan leiden tot verlies van gegevens of vertragingen in communicatie.

Factoren die BLER beïnvloeden in LTE

Er zijn verschillende factoren die de BLER in een LTE-netwerk kunnen beïnvloeden:

• Signaal-ruisverhouding (SNR): Een lagere SNR betekent dat er meer interferentie in het signaal aanwezig is, wat leidt tot een hogere kans op foutieve blokken. De SNR is van cruciaal belang voor het bepalen van de kwaliteit van de verbinding.
• Afstand tot de zendmast: Hoe verder een gebruiker zich van de cel bevindt, hoe zwakker het ontvangen signaal zal zijn, wat de kans op fouten verhoogt en BLER verhoogt.
• Interferentie: Andere cellen of gebruikers die dezelfde frequentieband gebruiken, kunnen interferentie veroorzaken, wat leidt tot een hogere BLER. Inter-cell interference (ICI) kan vooral problematisch zijn in stedelijke gebieden.
• Modulatie en codering: Het type modulatie en codering dat wordt gebruikt, heeft invloed op de gevoeligheid voor fouten. Hogere modulatieniveaus zoals 64-QAM zijn gevoeliger voor ruis, wat kan resulteren in een hogere BLER bij een lagere SNR.
• Multipad- en fading-effecten: In een draadloze omgeving kunnen signalen via meerdere paden reizen en interfereren, wat leidt tot fading. Dit heeft invloed op de signaalkwaliteit en verhoogt de kans op fouten in het ontvangen blok.

Hoe BLER wordt verminderd in LTE

Er zijn verschillende technieken die door LTE-netwerken worden toegepast om BLER te verminderen en de netwerkprestaties te verbeteren:

Forward Error Correction (FEC)

LTE maakt gebruik van FEC om foutieve blokken te corrigeren zonder de noodzaak van hertransmissie. FEC voegt extra bits toe aan het datablok, die door de ontvanger kunnen worden gebruikt om fouten te detecteren en te corrigeren. Dit vermindert de BLER door ervoor te zorgen dat kleine fouten automatisch worden gecorrigeerd voordat een hertransmissie nodig is. De FEC-codering is afhankelijk van het type modulatie en de netwerkconfiguratie.

Automatic Repeat reQuest (ARQ)

ARQ is een techniek waarbij de ontvanger een verzoek om hertransmissie stuurt naar de zender wanneer een blok niet correct is ontvangen. Deze techniek helpt de BLER te verlagen door foutieve blokken opnieuw te verzenden totdat ze correct zijn ontvangen. ARQ heeft echter invloed op de doorvoersnelheid, aangezien de zender opnieuw gegevens moet sturen, wat extra tijd en bandbreedte vereist.

Hybrid Automatic Repeat reQuest (HARQ)

HARQ is een combinatie van ARQ en FEC en wordt vaak gebruikt in LTE om de BLER te verminderen. Bij HARQ wordt FEC gebruikt om fouten snel te corrigeren, terwijl ARQ wordt toegepast voor hertransmissie wanneer het niet mogelijk is om de fout te corrigeren met FEC. Deze hybride benadering verbetert de efficiëntie en vermindert de impact van hoge BLER op de netwerkprestaties.

Power Control

Vermogensbeheer is een belangrijke techniek in LTE om de signaalkwaliteit te verbeteren en de BLER te verlagen. Door het zendvermogen van de gebruiker aan te passen op basis van de afstand tot de basisstation, kan LTE de kans op signaalverlies verminderen, wat leidt tot een lagere BLER. Dit zorgt ervoor dat de gebruiker altijd voldoende signaalsterkte heeft om gegevens efficiënt te ontvangen.

Optimale modulatie- en coderingstechnieken

LTE maakt gebruik van adaptieve modulatie en codering om de BLER te verlagen op basis van de signaal-ruisverhouding (SNR). Wanneer het signaal sterk is, kan de zender hogere modulatieniveaus gebruiken, zoals 64-QAM, die meer gegevens kunnen vervoeren. Bij lagere SNR wordt de modulatietechniek aangepast naar lagere niveaus, zoals QPSK, om de foutkansen te minimaliseren. Dit verhoogt de betrouwbaarheid van de verbinding en verlaagt de BLER.

BLER is een cruciale maatstaf voor de prestaties van een LTE-netwerk. Het meten en beheren van BLER is essentieel voor het garanderen van een betrouwbare en efficiënte gegevensoverdracht. LTE maakt gebruik van verschillende technieken zoals FEC, ARQ, HARQ, vermogensbeheer en adaptieve modulatie om de BLER te minimaliseren en de algehele prestaties van het netwerk te verbeteren. Door deze technieken kunnen LTE-netwerken hogere snelheden en betere betrouwbaarheid bieden, zelfs onder ongunstige omstandigheden.