Alt taşıyıcı aralığı, hem 5G (Beşinci Nesil) hem de LTE (Uzun Süreli Evrim) kablosuz iletişim sistemlerinde çok önemli bir parametredir. Bir iletişim kanalı içindeki bireysel alt taşıyıcılar arasındaki frekans ayrımını ifade eder. Alt taşıyıcı aralığı seçiminin sistem performansı, spektral verimlilik ve farklı dağıtım senaryolarıyla uyumluluk üzerinde etkileri vardır. Hem 5G hem de LTE için alt taşıyıcı aralığını ayrıntılı olarak inceleyelim:
LTE’de Alt Taşıyıcı Aralığı:
- LTE OFDM (Ortogonal Frekans Bölmeli Çoğullama):
- LTE’de, aşağı bağlantı (DL) ve yukarı bağlantı (UL) iletimleri, mevcut frekans spektrumunu birden fazla ortogonal alt taşıyıcıya bölen OFDM’yi kullanır.
- LTE tipik olarak iki alt taşıyıcı aralığı kullanır: 15 kHz ve 7,5 kHz.
- 15 kHz alt taşıyıcı aralığı, spektral verimlilik ile sistem karmaşıklığı arasında bir denge sağlayan standart konfigürasyondur.
- 7,5 kHz alt taşıyıcı aralığı, konumlandırma hizmetleri gibi daha yüksek hassasiyet gerektiren senaryolarda kullanılır.
- Çevrimsel önek:
- LTE alt taşıyıcıları birbirlerine dik olmalarına olanak tanıyacak şekilde yerleştirilmiştir, böylece parazit en aza indirilir.
- Semboller arası girişime ve çok yollu zayıflamaya karşı koruma sağlamak için her sembole döngüsel bir önek eklenir.
- Döngüsel önek süresi seçilen alt taşıyıcı aralığına bağlıdır.
- İndirme Bağlantısı Kontrol Kanalları:
- LTE’deki Fiziksel Aşağı Bağlantı Kontrol Kanalı (PDCCH) ve Fiziksel Kontrol Formatı Gösterge Kanalı (PCFICH) gibi aşağı bağlantı kontrol kanalları, alt taşıyıcı aralığına dayalı olarak belirli kaynak bloklarına eşlenir.
- Yukarı Bağlantı Kontrol Kanalları:
- Alt taşıyıcı aralığı, Fiziksel Yukarı Bağlantı Kontrol Kanalı (PUCCH) gibi yukarı bağlantı kontrol kanallarının yapısını ve eşlenmesini etkiler.
5G’de Alt Taşıyıcı Aralığı:
- 5G NR (Yeni Radyo) OFDM:
- 5G NR ayrıca hem aşağı bağlantı hem de yukarı bağlantı iletimlerinin temeli olarak OFDM’yi kullanır, ancak alt taşıyıcı aralıklarının seçiminde esneklik sunar.
- 5G NR, birden fazla alt taşıyıcı aralığını destekleyerek çeşitli dağıtım senaryolarına daha fazla uyum sağlar.
- 5G NR’deki ortak alt taşıyıcı aralıkları 15 kHz, 30 kHz, 60 kHz ve 120 kHz’dir.
- 5G NR’de Numeroloji:
- 5G NR, alt taşıyıcı aralığını, slot süresini ve diğer zaman-frekans parametrelerini tanımlayan numeroloji kavramını tanıtır.
- Farklı numerolojiler farklı kullanım durumlarını destekler. Örneğin, daha küçük bir alt taşıyıcı aralığı, geniş alan kapsamı için uygun olabilirken, daha büyük bir aralık, belirli ortamlarda gelişmiş veri hızları için kullanılabilir.
- Mini Yuvalar ve Esneklik:
- 5G NR, iletişim kaynaklarının daha esnek programlanmasına olanak tanıyan mini yuvalar sunar.
- Alt taşıyıcı aralığı ve numerolojideki esneklik, gelişmiş mobil geniş bant (eMBB), devasa makine tipi iletişim (mMTC) ve ultra güvenilir düşük gecikmeli iletişim (URLLC) dahil olmak üzere çeşitli dağıtım senaryolarını destekler.
- URLC için geliştirmeler:
- 5G NR’de daha küçük alt taşıyıcı aralıkları, daha kısa yuva süreleri ve azaltılmış iletim zaman aralıkları (TTI’ler) yapılandırma yeteneği, URLLC kullanım durumlarının katı gereksinimlerini karşılayan ultra güvenilir, düşük gecikmeli iletişimi destekler.
- Frekans Aralığı Uzantıları:
- 5G NR, mevcut spektrumdan verimli bir şekilde yararlanmak için daha geniş alt taşıyıcı aralıklarının kullanılabileceği milimetrik dalga bantlarına kadar frekans aralığı genişletmelerine olanak tanır.
Özet:
- LTE:
- Ortak alt taşıyıcı aralıkları: 15 kHz (standart) ve 7,5 kHz (daha yüksek hassasiyet için).
- 5G’ye kıyasla daha az esnekliğe sahip sabit alt taşıyıcı aralıkları.
- 5G NR:
- Çoklu alt taşıyıcı aralıkları: 15 kHz, 30 kHz, 60 kHz, 120 kHz.
- Zaman-frekans parametrelerinde esneklik için numerolojiye giriş.
- Yapılandırılabilir numerolojiler aracılığıyla çeşitli dağıtım senaryolarını destekler.
Sonuç olarak, hem LTE hem de 5G, alt taşıyıcı aralığına sahip OFDM’den yararlanır, ancak 5G NR, çoklu aralık ve numeroloji ile daha fazla esneklik sunar. Bu esneklik, 5G’nin daha geniş bir kullanım senaryosu ve dağıtım senaryosuna hitap etmesine olanak tanıyarak 5G ağlarının uyarlanabilirliğine ve verimliliğine katkıda bulunur.