LTE (Long-Term Evolution) wykorzystuje multipleksowanie z podziałem częstotliwości ortogonalnych (OFDM) jako schemat modulacji. OFDM to kluczowa technologia transmisji danych w widmie częstotliwości radiowych, zapewniająca szereg korzyści pod względem wydajności i niezawodności.
Zrozumienie OFDM:
1. Multipleksowanie z podziałem częstotliwości:
OFDM jest formą multipleksowania z podziałem częstotliwości (FDM). W tradycyjnym FDM dane są przesyłane jednocześnie na wielu częstotliwościach nośnych. Jednak te nośne są często zbyt blisko siebie, co prowadzi do zakłóceń znanych jako przesłuchy. OFDM rozwiązuje ten problem za pomocą nośnych ortogonalnych.
2. Nośniki ortogonalne:
W OFDM nośniki są względem siebie ortogonalne, co oznacza, że są matematycznie prostopadłe. Ta ortogonalność minimalizuje zakłócenia pomiędzy nośnymi, umożliwiając ich bliskie rozmieszczenie bez powodowania przesłuchów. Cecha ta umożliwia efektywne wykorzystanie dostępnego widma częstotliwości.
3. Struktura symboli:
OFDM dzieli strumień danych na wiele równoległych podkanałów, każdy reprezentowany przez oddzielną nośną. Te podkanały są modulowane niezależnie, a ich sygnały są łączone w celu stworzenia końcowego przesyłanego sygnału. Ta równoległość przyczynia się do wysokich szybkości transmisji danych osiągalnych przy użyciu OFDM.
LTE i OFDM:
LTE wykorzystuje OFDM jako schemat modulacji dla łącza w dół (od stacji bazowej do urządzenia użytkownika). Zastosowanie OFDM w LTE niesie ze sobą kilka korzyści:
1. Skalowalność:
OFDM pozwala na skalowalność przepustowości, dostosowując różne szerokości pasma kanałów do różnych scenariuszy wdrożeń. LTE obsługuje różne szerokości pasma, takie jak 5 MHz, 10 MHz i 20 MHz, zapewniając operatorom elastyczność w zakresie optymalizacji wydajności sieci.
2. Odporność na blaknięcie wielościeżkowe:
OFDM doskonale radzi sobie z zanikaniem wielościeżkowym – zjawiskiem, w którym sygnały docierają do odbiornika wieloma drogami, powodując opóźnienia i zniekształcenia sygnału. Ortogonalność nośnych w OFDM pomaga złagodzić skutki zaniku wielościeżkowego, poprawiając niezawodność sygnału.
3. Efektywne wykorzystanie widma:
Wykorzystanie OFDM w LTE umożliwia efektywne wykorzystanie widma częstotliwości. Nośniki ortogonalne zapewniają wysoką wydajność widmową, co oznacza, że w danym paśmie można przesłać więcej danych.
Łącze w górę i OFDMA:
Podczas gdy LTE wykorzystuje głównie OFDM w łączu pobierającym, łącze w górę (od urządzenia użytkownika do stacji bazowej) wykorzystuje wielokrotny dostęp z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDMA). OFDMA jest rozszerzeniem OFDM, które wprowadza wielokrotny dostęp, umożliwiając różnym użytkownikom jednoczesną transmisję na wielu podnośnych.
1. Alokacja zasobów:
OFDMA w łączu w górę umożliwia efektywną alokację zasobów, umożliwiając wielu użytkownikom dzielenie dostępnego widma. Każdemu użytkownikowi przypisany jest podzbiór podnośnych, a podzbiory te mogą być dynamicznie przydzielane w oparciu o wymagania danych użytkowników.
2. Elastyczność:
OFDMA zwiększa elastyczność łącza nadrzędnego LTE, obsługując różnorodne scenariusze użytkowników i zmieniające się wymagania ruchu. Jest szczególnie skuteczny w radzeniu sobie z przerywaną naturą transmisji łącza zwrotnego w komunikacji mobilnej.
Wniosek:
Podsumowując, LTE wykorzystuje głównie OFDM do łącza w dół, zapewniając korzyści, takie jak skalowalność, odporność na zanikanie wielościeżkowe i efektywne wykorzystanie widma. W łączu w górę LTE wykorzystuje OFDMA, rozszerzenie OFDM, aby umożliwić wielokrotny dostęp i efektywną alokację zasobów.