LTE (Long-Term Evolution) maakt gebruik van Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) als modulatieschema. OFDM is een sleuteltechnologie bij de overdracht van gegevens over het radiofrequentiespectrum en biedt verschillende voordelen op het gebied van efficiëntie en robuustheid.
OFDM begrijpen:
1. Frequentieverdeling multiplexen:
OFDM is een vorm van Frequency Division Multiplexing (FDM). Bij traditionele FDM worden gegevens tegelijkertijd via meerdere draaggolffrequenties verzonden. Deze dragers bevinden zich echter vaak te dicht bij elkaar, wat leidt tot interferentie die bekend staat als overspraak. OFDM lost dit probleem op door orthogonale dragers te gebruiken.
2. Orthogonale dragers:
In OFDM zijn de dragers orthogonaal ten opzichte van elkaar, wat betekent dat ze wiskundig loodrecht staan. Deze orthogonaliteit minimaliseert interferentie tussen de dragers, waardoor ze dicht bij elkaar kunnen worden geplaatst zonder overspraak te veroorzaken. Deze eigenschap maakt een efficiënt gebruik van het beschikbare frequentiespectrum mogelijk.
3. Symboolstructuur:
OFDM verdeelt de datastroom in meerdere parallelle subkanalen, elk vertegenwoordigd door een afzonderlijke draaggolf. Deze subkanalen worden onafhankelijk gemoduleerd en hun signalen worden gecombineerd om het uiteindelijke verzonden signaal te creëren. Deze parallellisatie draagt bij aan de hoge datasnelheden die met OFDM haalbaar zijn.
LTE en OFDM:
LTE gebruikt OFDM als modulatieschema voor de downlink (van het basisstation naar het gebruikersapparaat). Het gebruik van OFDM in LTE brengt verschillende voordelen met zich mee:
1. Schaalbaarheid:
OFDM maakt de schaalbaarheid van bandbreedte mogelijk, waarbij verschillende kanaalbandbreedtes worden ondergebracht voor verschillende implementatiescenario’s. LTE ondersteunt verschillende bandbreedtes, zoals 5 MHz, 10 MHz en 20 MHz, waardoor operators de flexibiliteit krijgen om de netwerkprestaties te optimaliseren.
2. Weerstand tegen multipath-fading:
OFDM is zeer geschikt voor het omgaan met multipath-fading, een fenomeen waarbij signalen meerdere paden volgen om de ontvanger te bereiken, wat vertragingen en signaalvervormingen veroorzaakt. De orthogonaliteit van dragers in OFDM helpt de effecten van multipath-fading te verzachten, waardoor de signaalbetrouwbaarheid wordt verbeterd.
3. Efficiënt spectrumgebruik:
Het gebruik van OFDM door LTE maakt efficiënt gebruik van het frequentiespectrum mogelijk. De orthogonale dragers zorgen voor een hoge spectrale efficiëntie, wat betekent dat er meer gegevens kunnen worden verzonden binnen een bepaalde bandbreedte.
Uplink en OFDMA:
Terwijl LTE voornamelijk OFDM gebruikt in de downlink, maakt de uplink (van gebruikersapparaat naar basisstation) gebruik van Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA). OFDMA is een uitbreiding van OFDM die meervoudige toegang introduceert door verschillende gebruikers tegelijkertijd op meerdere subdraaggolven te laten zenden.
1. Toewijzing van middelen:
OFDMA in de uplink maakt een efficiënte toewijzing van middelen mogelijk, waardoor meerdere gebruikers het beschikbare spectrum kunnen delen. Aan elke gebruiker wordt een subset van subdragers toegewezen, en deze subsets kunnen dynamisch worden toegewezen op basis van de gegevensvereisten van de gebruiker.
2. Flexibiliteit:
OFDMA verbetert de flexibiliteit van de uplink van LTE en ondersteunt diverse gebruikersscenario’s en variërende verkeersbehoeften. Het is bijzonder effectief bij het omgaan met de bursty-aard van uplink-transmissies in mobiele communicatie.
Conclusie:
Samenvattend maakt LTE voornamelijk gebruik van OFDM voor zijn downlink, wat voordelen biedt zoals schaalbaarheid, weerstand tegen multipath-fading en efficiënt spectrumgebruik. In de uplink maakt LTE gebruik van OFDMA, een uitbreiding van OFDM, om meervoudige toegang en efficiënte toewijzing van middelen mogelijk te maken.