Dlaczego SC-FDMA jest używany w LTE?

Wielodostęp z podziałem częstotliwości z pojedynczą nośną (SC-FDMA) to kluczowy schemat modulacji stosowany w transmisji łącza w górę w sieciach LTE (Long-Term Evolution). SC-FDMA ma specyficzne cechy, które sprawiają, że dobrze nadaje się do komunikacji typu uplink, rozwiązując problemy związane z wydajnością energetyczną, stosunkiem mocy szczytowej do średniej (PAPR) i wzmocnieniem sygnału. Zagłębmy się w szczegółowe powody, dla których SC-FDMA jest używany w LTE:

1. Niski stosunek mocy szczytowej do średniej (PAPR):

Efektywność energetyczna:

  • SC-FDMA charakteryzuje się niższym stosunkiem mocy szczytowej do średniej (PAPR) w porównaniu z innymi schematami modulacji, takimi jak multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM). Ten niższy PAPR jest korzystny dla urządzeń mobilnych w transmisji łącza zwrotnego, ponieważ pozwala na bardziej wydajne wzmocnienie mocy.

Zredukowane wycofywanie wzmacniacza mocy:

  • Niższy PAPR SC-FDMA zmniejsza potrzebę wycofywania wzmacniacza mocy, czyli zmniejszania mocy wyjściowej wzmacniacza mocy w celu uniknięcia zniekształceń. Prowadzi to do bardziej efektywnego wykorzystania energii w urządzeniach mobilnych, przyczyniając się do wydłużenia żywotności baterii i efektywności energetycznej.

2. Wydajność wzmacniacza w transmisji łącza w górę:

Wydajność wzmacniacza mocy:

    Charakterystyka
  • SC-FDMA czyni go bardziej odpowiednim dla wzmacniaczy mocy powszechnie stosowanych w urządzeniach mobilnych. Niższy PAPR i wynikający z tego zmniejszony back-off wzmacniacza mocy przyczyniają się do zwiększenia wydajności wzmacniacza mocy, umożliwiając bardziej efektywne wykorzystanie ograniczonych zasobów mocy w urządzeniach mobilnych.

Wydłużona żywotność baterii:

  • Poprawiona wydajność wzmacniacza w transmisji uplink bezpośrednio wpływa na zużycie energii przez urządzenia mobilne. Dzięki SC-FDMA urządzenia mobilne mogą osiągnąć efektywną komunikację typu uplink, co prowadzi do wydłużenia żywotności baterii i poprawy ogólnej wydajności urządzenia.

3. Zatrzymanie widma:

Zredukowana emisja poza pasmem:

  • SC-FDMA wykazuje lepsze trzymanie widma w porównaniu z OFDM. Oznacza to, że sygnał przesyłany w łączu w górę jest bardziej ograniczony do przydzielonego pasma częstotliwości, co skutkuje zmniejszeniem emisji poza pasmem. Ta cecha ma kluczowe znaczenie dla spełnienia wymagań prawnych i uniknięcia zakłóceń z sąsiednimi pasmami częstotliwości.

Łagodzenie zakłóceń:

  • Ulepszone ograniczenie widma SC-FDMA przyczynia się do ograniczenia zakłóceń w sąsiednich pasmach częstotliwości, zapewniając, że transmisje łącza zwrotnego nie będą miały negatywnego wpływu na inne usługi bezprzewodowe działające w sąsiednich zakresach częstotliwości.

4. Wyrównanie domeny częstotliwości:

Wyrównanie adaptacyjne:

  • SC-FDMA wykorzystuje techniki wyrównywania domeny częstotliwości, które są dobrze dostosowane do charakterystyki kanałów łącza zwrotnego. Ta adaptacyjna korekcja pomaga złagodzić skutki zaniku selektywnego częstotliwości, zapewniając solidne i niezawodne łącze komunikacyjne w trudnych warunkach propagacji.

Efektywna obsługa zmian w kanałach:

  • Wyrównanie w domenie częstotliwości stosowane w SC-FDMA pozwala na efektywną obsługę zmian w warunkach kanału łącza zwrotnego. Jest to niezbędne do zapewnienia niezawodnej komunikacji, szczególnie w scenariuszach, w których urządzenia mobilne mogą doświadczać dynamicznych i szybko zmieniających się warunków kanału.

5. Prostsza implementacja odbiornika:

Zmniejszona złożoność:

  • Implementacja odbiornika dla SC-FDMA jest ogólnie prostsza w porównaniu z odbiornikami używanymi w innych schematach modulacji. To zmniejszenie złożoności jest korzystne dla urządzeń mobilnych, ponieważ prowadzi do bardziej energooszczędnych i opłacalnych projektów odbiorników.

Przydatność dla urządzeń mobilnych:

    Uproszczona implementacja odbiornika
  • SC-FDMA dobrze dopasowuje się do ograniczeń urządzeń mobilnych, które często mają ograniczone możliwości przetwarzania i zasoby baterii. Mniejsza złożoność przyczynia się do ogólnej wydajności i wydajności komunikacji typu uplink w sieciach LTE.

6. Kompatybilność z istniejącymi systemami:

Integracja ze starszymi systemami:

  • SC-FDMA został zaprojektowany tak, aby był wstecznie kompatybilny z istniejącymi systemami, ułatwiając przejście na LTE. Kompatybilność ta ułatwia współistnienie LTE z innymi technologiami bezprzewodowymi, pozwalając na płynną ścieżkę migracji dla operatorów i dostawców usług.

Interoperacyjność:

  • Kompatybilność SC-FDMA ze starszymi systemami zwiększa interoperacyjność, umożliwiając bezproblemową komunikację pomiędzy urządzeniami LTE i urządzeniami działającymi w innych sieciach bezprzewodowych. Ta interoperacyjność jest niezbędna do zapewnienia spójnego i wzajemnie powiązanego ekosystemu komunikacyjnego.

Wniosek:

Podsumowując, zastosowanie wielokrotnego dostępu z podziałem częstotliwości z pojedynczą nośną (SC-FDMA) w transmisji łącza w górę LTE wynika z jego zalet w zakresie wydajności energetycznej, zmniejszonego PAPR, wydajności wzmacniacza, ograniczenia widma, wyrównywania domeny częstotliwości, uproszczonej implementacji odbiornika i kompatybilności z istniejącymi systemami. Charakterystyka SC-FDMA sprawia, że ​​jest on dobrze dostosowany do unikalnych wymagań i ograniczeń urządzeń mobilnych, przyczyniając się do ogólnego sukcesu i wydajności sieci LTE.

Recent Updates

Related Posts