Jak działa Normalny i Rozszerzony Prefiks Cykliczny w LTE
Skoro już wcześniej omawialiśmy podstawy LTE i znaczenie podziału czasu w transmisji, to teraz musisz wiedzieć, czym jest prefiks cykliczny (cyclic prefix – CP) i dlaczego w LTE używa się dwóch jego wersji – normalnej i rozszerzonej. Prefiks cykliczny ma jedno kluczowe zadanie – zapobiegać interferencji międzysymbolowej (ISI) i utracie danych spowodowanej odbiciami fal radiowych. To właśnie dzięki CP system OFDM w LTE działa stabilnie nawet w trudnych warunkach propagacji.
Prefiks cykliczny to fragment końca symbolu OFDM, który jest kopiowany i dodawany na początek tego samego symbolu. Dzięki temu odbiornik może łatwiej zsynchronizować sygnał i uniknąć błędów przy odbiorze. W LTE masz do wyboru dwa rodzaje CP – normalny i rozszerzony – i wybór zależy od środowiska transmisji.
Różnice między Normalnym a Rozszerzonym Prefiksem Cyklicznym
| Typ CP | Długość CP (przykładowo, 15 kHz) | Zastosowanie | Typowa liczba symboli OFDM |
|---|---|---|---|
| Normalny | 4.7 µs (pierwszy symbol), 4.7 µs (pozostałe) | Typowe środowisko miejskie, małe opóźnienia wielodrogowe | 7 symboli w slotach 0.5 ms |
| Rozszerzony | 16.67 µs | Duże komórki, większe opóźnienia (np. stacje bazowe o dużym zasięgu) | 6 symboli w slotach 0.5 ms |
Dlaczego LTE używa dwóch typów CP – punkt po punkcie
- Normalny CP jest krótszy, więc pozwala na większą liczbę symboli OFDM w ramce – większa przepustowość.
- Rozszerzony CP jest dłuższy, więc lepiej radzi sobie z dużym opóźnieniem i interferencją wielodrogową – stabilniejsza transmisja.
- W systemie LTE wybór CP zależy od scenariusza radiowego i zastosowania – np. w sieciach miejskich zwykle stosuje się normalny CP, a w sieciach rozległych rozszerzony.
Warto też wiedzieć, że rozszerzony CP bywa używany w transmisjach multicast/broadcast (MBMS), gdzie stabilność ma większe znaczenie niż przepustowość. To również ważny temat, który omówię osobno, bo MBMS w LTE to zupełnie inne podejście do przesyłania danych grupowych.
Jeśli wcześniej zapamiętałeś, jak działa ramka LTE i sloty czasowe, to teraz łatwiej ci będzie zrozumieć, dlaczego zmiana długości CP wpływa na liczbę symboli w slocie. Dłuższy CP = mniej symboli, ale większa odporność. Krótszy CP = więcej symboli, ale wymaga czystszych warunków propagacji.
W kolejnych tematach pokażę ci też, jak CP wpływa na synchronizację i dekodowanie w odbiorniku, oraz jak CP wiąże się z FFT i oknem odbiorczym. Te szczegóły techniczne są kluczowe, jeśli chcesz zrozumieć fizyczną warstwę LTE od środka.