De afstand tussen de subdraaggolven is een cruciale parameter in zowel 5G (vijfde generatie) als LTE (Long-Term Evolution) draadloze communicatiesystemen. Het verwijst naar de frequentiescheiding tussen individuele subdraaggolven binnen een communicatiekanaal. De keuze van de afstand tussen de subdraaggolven heeft gevolgen voor de systeemprestaties, de spectrale efficiëntie en de compatibiliteit met verschillende implementatiescenario’s. Laten we de afstand tussen de subdraaggolven in detail onderzoeken voor zowel 5G als LTE:
Subcarrier-afstand in LTE:
- LTE OFDM (Orthogonale Frequentieverdeling Multiplexing):
- Bij LTE gebruiken de downlink (DL) en uplink (UL) transmissies OFDM, dat het beschikbare frequentiespectrum verdeelt in meerdere orthogonale subdraaggolven.
- LTE maakt doorgaans gebruik van twee subdraaggolfafstanden: 15 kHz en 7,5 kHz.
- De tussendraaggolfafstand van 15 kHz is de standaardconfiguratie en biedt een balans tussen spectrale efficiëntie en systeemcomplexiteit.
- De tussendraaggolfafstand van 7,5 kHz wordt gebruikt in scenario’s die een hogere nauwkeurigheid vereisen, zoals positioneringsdiensten.
- Cyclisch voorvoegsel:
- LTE-subdraaggolven zijn zo uit elkaar geplaatst dat ze orthogonaal ten opzichte van elkaar kunnen zijn, waardoor interferentie wordt geminimaliseerd.
- Aan elk symbool wordt een cyclisch voorvoegsel toegevoegd om te beschermen tegen intersymboolinterferentie en multipath-fading.
- De cyclische prefixduur hangt af van de gekozen subdraaggolfafstand.
- Downlink-besturingskanalen:
- De downlink-besturingskanalen in LTE, zoals Physical Downlink Control Channel (PDCCH) en Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), worden toegewezen aan specifieke bronblokken op basis van de subdraaggolfafstand.
- Uplink-controlekanalen:
- De afstand tussen de subdraaggolven beïnvloedt de structuur en mapping van uplink-controlekanalen, zoals Physical Uplink Control Channel (PUCCH).
Subdraaggolfafstand in 5G:
- 5G NR (nieuwe radio) OFDM:
- 5G NR gebruikt ook OFDM als basis voor zowel downlink- als uplink-transmissies, maar introduceert flexibiliteit bij het kiezen van de afstanden tussen subdraaggolven.
- 5G NR ondersteunt meerdere subcarrier-afstanden, waardoor meer aanpassingsvermogen aan diverse implementatiescenario’s wordt geboden.
- Gangbare subdraaggolfafstanden in 5G NR omvatten 15 kHz, 30 kHz, 60 kHz en 120 kHz.
- Numerologie in 5G NR:
- 5G NR introduceert het concept van numerologie, dat de afstand tussen de subdraaggolven, de slotduur en andere tijdfrequentieparameters definieert.
- Verschillende numerologieën ondersteunen verschillende gebruiksscenario’s. Een kleinere afstand tussen de subdraaggolven kan bijvoorbeeld geschikt zijn voor dekking over een groot gebied, terwijl een grotere afstand kan worden gebruikt voor verbeterde datasnelheden in specifieke omgevingen.
- Minislots en flexibiliteit:
- 5G NR introduceert minislots, waardoor een flexibelere planning van communicatiebronnen mogelijk is.
- De flexibiliteit in de afstand tussen subcarriers en numerologie ondersteunt diverse implementatiescenario’s, waaronder verbeterde mobiele breedband (eMBB), massieve machine-type communicatie (mMTC) en ultrabetrouwbare communicatie met lage latentie (URLLC).
- Verbeteringen voor URLLC:
- De mogelijkheid om kleinere subdraaggolfafstanden, kortere slotduur en kortere transmissietijdintervallen (TTI’s) in 5G NR te configureren, ondersteunt uiterst betrouwbare communicatie met lage latentie, waarmee wordt voldaan aan de strenge eisen van URLLC-gebruiksscenario’s.
- Uitbreidingen van frequentiebereik:
- 5G NR maakt uitbreiding van het frequentiebereik mogelijk naar millimetergolfbanden, waarbij grotere afstanden tussen de subdraaggolven kunnen worden gebruikt om het beschikbare spectrum efficiënt te benutten.
Samenvatting:
- LTE:
- Gemeenschappelijke hulpdraaggolfafstanden: 15 kHz (standaard) en 7,5 kHz (voor hogere precisie).
- Vaste subdraaggolfafstanden met minder flexibiliteit vergeleken met 5G.
- 5G NR:
- Meerdere hulpdraaggolfafstanden: 15 kHz, 30 kHz, 60 kHz, 120 kHz.
- Introductie van numerologie voor flexibiliteit in tijd-frequentieparameters.
- Ondersteunt diverse implementatiescenario’s via configureerbare numerologieën.
Concluderend maken zowel LTE als 5G gebruik van OFDM met subdraaggolfafstanden, maar 5G NR introduceert grotere flexibiliteit met meerdere afstanden en numerologie. Dankzij deze flexibiliteit kan 5G een breder scala aan gebruiksscenario’s en implementatiescenario’s aanpakken, wat bijdraagt aan het aanpassingsvermogen en de efficiëntie van 5G-netwerken.