LTE (Long-Term Evolution) maakt gebruik van meerdere toegangstechnieken om bronnen efficiënt toe te wijzen en communicatie tussen meerdere gebruikersapparatuur (UE’s) en het LTE-netwerk mogelijk te maken. Deze technieken zorgen ervoor dat het beschikbare spectrum optimaal wordt benut, waardoor datatransmissie met hoge capaciteit en hoge snelheid mogelijk is. Laten we de meervoudige toegangstechnieken die in LTE worden gebruikt, in detail onderzoeken:
1. Orthogonale frequentieverdeling meervoudige toegang (OFDMA):
- Principe: OFDMA is een belangrijke meervoudige toegangstechniek in LTE die het beschikbare spectrum verdeelt in meerdere orthogonale subdraaggolven.
- Gebruik: Uplink- en downlink-transmissies worden bereikt door subsets van subdraaggolven toe te wijzen aan individuele UE’s, waardoor parallelle transmissie en ontvangst mogelijk is. OFDMA maakt flexibele toewijzing van middelen mogelijk op basis van de variërende behoeften van verschillende UE’s.
2. Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA):
- Principe: SC-FDMA wordt gebruikt in de uplink voor efficiënte transmissie van UE’s naar het LTE-basisstation.
- Gebruik: Het is een vorm van frequentiedomeinmultiplexing, waarbij aan elke UE specifieke subdraaggolven worden toegewezen voor verzending. SC-FDMA vermindert de piek-tot-gemiddelde vermogensverhouding, waardoor het geschikter wordt voor uplink-transmissies met beperkt vermogen.
3. Tijdverdeling meervoudige toegang (TDMA):
- Principe: TDMA verdeelt de tijd in afzonderlijke slots, en elke UE krijgt specifieke tijdslots toegewezen voor communicatie.
- Gebruik: TDMA wordt in LTE gebruikt voor het plannen van transmissies in zowel de uplink als de downlink. Tijdslots worden dynamisch toegewezen aan UE’s, waardoor meerdere gebruikers dezelfde frequentie kunnen delen.
4. Space Division meervoudige toegang (SDMA):
- Principe: Bij SDMA worden meerdere antennes op het basisstation gebruikt om verschillende datastromen tegelijkertijd te verzenden.
- Gebruik: In LTE wordt SDMA geïmplementeerd via technieken zoals Multiple Input Multiple Output (MIMO), waardoor het basisstation meerdere UE’s gelijktijdig kan bedienen door de verzonden datastromen ruimtelijk te scheiden.
5. Niet-orthogonale meervoudige toegang (NOMA):
- Principe: NOMA is een techniek waarmee meerdere UE’s dezelfde tijd- en frequentiebronnen kunnen delen.
- Gebruik: Het verbetert de spectrale efficiëntie door gelijktijdige verzending en ontvangst van meerdere signalen mogelijk te maken. NOMA wordt onderzocht als een potentiële techniek voor toekomstige LTE-verbeteringen.
6. Carrieraggregatie (CA):
- Principe: Carrier-aggregatie omvat het combineren van meerdere LTE-providers om de bandbreedte te vergroten.
- Gebruik: Hiermee kunnen UE’s gelijktijdig communiceren via meerdere providers, waardoor de datasnelheden en de algehele netwerkcapaciteit worden verbeterd. Carrier-aggregatie is vooral nuttig in scenario’s met gefragmenteerde spectrumbeschikbaarheid.
7. Dynamische TDD (tijdverdelingsduplexing):
- Principe: Dynamische TDD omvat het dynamisch aanpassen van de uplink- en downlink-tijdslots op basis van de verkeersvraag.
- Gebruik: TDD is een flexibele meervoudige toegangstechniek in LTE, en dynamische TDD stelt het netwerk in staat de toewijzing van tijdslots aan te passen aan variërende verkeerspatronen, waardoor een efficiënt spectrumgebruik wordt gegarandeerd.
8. Dynamisch spectrum delen (DSS):
- Principe: DSS maakt het flexibel delen van spectrum tussen LTE en andere draadloze technologieën mogelijk.
- Gebruik: Hiermee kan LTE zijn spectrumtoewijzing dynamisch aanpassen op basis van de vraag, naast andere technologieën in de gedeelde spectrumbanden. DSS verbetert de spectrumefficiëntie en bevordert een efficiënt gebruik van beschikbare bronnen.
9. Zelforganiserende netwerken (SON):
- Principe: SON-technieken maken automatische en adaptieve configuratie van netwerkparameters mogelijk.
- Gebruik: SON draagt bij aan efficiënte meervoudige toegang in LTE door celparameters te optimaliseren, interferentie te beheersen en de algehele netwerkprestaties te verbeteren door middel van automatisering.
Conclusie:
LTE maakt gebruik van een combinatie van meerdere toegangstechnieken om aan de uiteenlopende eisen van draadloze communicatie te voldoen. OFDMA en SC-FDMA maken efficiënt frequentiegebruik mogelijk, TDMA biedt tijdgebaseerde toegang, SDMA verbetert de ruimtelijke diversiteit en NOMA onderzoekt het niet-orthogonale delen van hulpbronnen. Carrier Aggregation, Dynamic TDD, Dynamic Spectrum Sharing en SON dragen verder bij aan het optimaliseren van de netwerkprestaties, het tegemoetkomen aan wisselende verkeerseisen en het garanderen van een naadloze gebruikerservaring in LTE-netwerken. De flexibiliteit en aanpasbaarheid van deze meervoudige toegangstechnieken maken LTE tot een robuuste en schaalbare technologie voor het leveren van snelle, betrouwbare draadloze communicatiediensten.