Podstawy OFDM
Dla łącza w dół wybrano
OFDM, ponieważ może
- Poprawiona wydajność widmowa
- Zmniejsz efekt ISI poprzez wielościeżkę
- Zapewnij lepszą ochronę przed selektywnym zanikaniem częstotliwości
OFDM to schemat zapewniający dobrą odporność na wielodrożność i obecnie powszechnie uznawany za metodę z wyboru łagodzącą wielodrożność w szerokopasmowej sieci bezprzewodowej. Można go łatwo rozszerzyć na schemat wielodostępu zwany OFDMA, w którym każdemu użytkownikowi przypisany jest inny zestaw podnośnych.
Poprawa wydajności widma częstotliwości
OFDM zwiększa wydajność widmową poprzez włączenie wielu nośnych w tej samej przestrzeni częstotliwości, co pojedyncza nośna.
Ograniczenie wpływu interferencji między symbolami (ISI)
Poprawa efektywności widmowej częstotliwości wymaga redukcji zakłóceń między symbolami (ISI). Osiąga się to poprzez ściślejsze opadanie częstotliwości i wyrównanie wartości zerowych i szczytów pomiędzy różnymi częstotliwościami.
Lepsza ochrona przed zanikiem częstotliwości
Mniejsza szerokość pasma podnośnej i bloku zasobów zwiększa odporność na zanik związany z częstotliwością. Dzięki tej mniejszej szerokości pasma nośnej szerokość pasma spójności częstotliwości jest znacznie mniejsza niż w systemach 3G, a współczynnik korelacji jest znacznie wyższy.
W rezultacie znacznie łatwiej będzie wdrożyć algorytm planowania oparty na harmonogramowaniu selektywnym częstotliwościowo, aby poprawić przepustowość systemu w sposób pokazany poniżej.
Podstawy SC-FDMA
Single Carrier-FDMA to niedawno opracowana technika wielokrotnego dostępu z pojedynczą nośną, która ma podobną strukturę i wydajność do OFDMA. SC-FDMA można postrzegać jako specjalny system OFDMA z sygnałem użytkownika wstępnie zakodowanym za pomocą dyskretnej transformaty Fouriera (DFT), stąd znany również jako OFDMA z kodowaniem DFT lub OFDMA z rozkładem DFT.
Jedną z widocznych zalet SC-FDMA w porównaniu z OFDMA jest niższy PAPR (stosunek mocy szczytowej do średniej) kształtu fali nadawczej dla modulacji niskiego rzędu, takich jak QPSK i BPSK, co jest korzystne dla użytkowników mobilnych pod względem żywotności baterii i wydajności energetycznej.
Sygnały
OFDM mają wyższy stosunek mocy szczytowej do średniej (PAR) — często nazywany stosunkiem mocy szczytowej do średniej (PAPR) niż sygnały z pojedynczą nośną. Powodem jest to, że w dziedzinie czasu sygnał wielonośny jest sumą wielu sygnałów wąskopasmowych. W niektórych przypadkach suma ta jest duża, a czasami mała, co oznacza, że wartość szczytowa sygnału jest znacznie większa niż wartość średnia.
Tak wysoki PAR jest jednym z najważniejszych wyzwań wdrożeniowych stojących przed OFDM, ponieważ zmniejsza wydajność, a tym samym zwiększa koszt wzmacniacza mocy RF, który jest jednym z najdroższych komponentów w radiu. Poniższy rysunek przedstawia zależność pomiędzy OFDM i SC-FDMA w LTE.
Główna różnica pomiędzy schematem transmisji łącza w dół i łącza w górę polega na tym, że każda podnośna w łączu w górę przenosi informacje o każdym transmitowanym symbolu modulacji, jak pokazano na rysunku poniżej, podczas gdy w łączu w dół każda podnośna przenosi tylko informacje związane z jednym konkretnym symbolem modulacji. W rezultacie poziom mocy łącza zwrotnego ze względu na SC-FDMA również musi zostać zwiększony o 2 ~ 3 dB, aby skompensować dodatkowy szum spowodowany większym rozprzestrzenianiem się.
