LTE (Uzun Süreli Evrim), aşağı bağlantı (DL) ve yukarı bağlantı (UL) iletimleri için çoklu erişim şemalarının bir kombinasyonunu kullanır. Spesifik olarak LTE, aşağı bağlantı için OFDMA’yı (Dikey Frekans Bölmeli Çoklu Erişim) ve yukarı bağlantı için SC-FDMA’yı (Tek Taşıyıcılı Frekans Bölmeli Çoklu Erişim) kullanır. Bu stratejik seçim, her iletişim yönünün benzersiz gereksinimleri ve özellikleri tarafından yönlendirilir. LTE’nin neden aşağı bağlantı için OFDMA’yı ve yukarı bağlantı için SC-FDMA’yı kullandığını ayrıntılı olarak inceleyelim:
1. Aşağı bağlantı (DL) – OFDMA:
Spektral verimlilik:
- OFDMA, yüksek spektral verimlilik sunduğu için aşağı bağlantı için seçilmiştir. Birden fazla veri akışının birden fazla alt taşıyıcı üzerinden farklı kullanıcılara eşzamanlı olarak iletilmesine olanak tanır. Bu paralel iletim, aşağı bağlantı kapasitesini artırarak mevcut spektrumun verimli şekilde kullanılmasını sağlar.
Frekans Çeşitliliği:
- OFDMA, verileri birden fazla alt taşıyıcıya dağıtarak frekans çeşitliliği sağlar. Bu çeşitlilik, belirli frekans bileşenlerinin zayıflama yaşayabileceği frekans seçici zayıflamayla mücadeleye yardımcı olarak daha sağlam ve güvenilir bir uydu-yer hattı iletişimi sağlar.
Çoklu Kullanıcı Desteği:
- OFDMA’nın farklı alt taşıyıcıları aynı anda birden fazla kullanıcıya tahsis etme yeteneği, çok kullanıcılı iletimi destekler. Bu, verileri aynı hücre içindeki birden fazla kullanıcıya aynı anda iletmek, aşağı bağlantı kapasitesini optimize etmek ve kullanıcı deneyimini geliştirmek için gereklidir.
Kanal Koşullarına Uyarlanabilirlik:
- OFDMA, kanal koşullarına göre modülasyon şemasını ve kodlama hızını ayarlayarak uyarlanabilir modülasyon ve kodlamaya olanak tanır. Bu uyarlanabilirlik, değişen sinyal güçleri ve yayılma ortamları altında verimli veri iletimi sağlayarak, gelişmiş aşağı bağlantı performansına katkıda bulunur.
Verimli Kaynak Tahsisi:
- OFDMA, radyo kaynaklarının esnek bir şekilde tahsis edilmesini sağlar ve kullanıcıların değişen veri hızı gereksinimlerine uyacak şekilde dinamik ayarlamalara olanak tanır. Kaynak tahsisindeki bu verimlilik, genel aşağı bağlantı kapasitesini ve kullanıcı taleplerine yanıt verme yeteneğini artırır.
Yüksek Veri Hızları:
- OFDMA’nın paralel iletim kapasitesi, yüksek dereceli modülasyon şemalarını destekleme yeteneği ile birleştiğinde, aşağı bağlantıda yüksek veri hızlarını kolaylaştırır. Bu, video akışı ve yüksek hızlı veri indirme gibi bant genişliği yoğun hizmetler sunmak için çok önemlidir.
2. Yukarı Bağlantı (UL) – SC-FDMA:
Azaltılmış Tepe-Ortalama Güç Oranı (PAPR):
-
Avantajlı Tepe-Ortalama Güç Oranı (PAPR) nedeniyle yukarı bağlantı için
- SC-FDMA seçilmiştir. SC-FDMA, OFDMA’ya kıyasla daha düşük bir PAPR sergiler; bu da onu akıllı telefonlar ve diğer pille çalışan cihazlar gibi gücü kısıtlı kullanıcı cihazları için daha uygun hale getirir. Bu özellik cihazın pil ömrünün uzatılmasına yardımcı olur.
Bitişik Kanallara Daha Az Parazit:
- SC-FDMA, OFDMA’ya kıyasla daha iyi bir spektral koruma sergiler ve bu da bant dışı radyasyonun azalmasına neden olur. Bu özellik, düzenleyici gerekliliklerin karşılanması ve diğer kablosuz sistemlerle bir arada yaşamanın sağlanması açısından çok önemli olan bitişik frekans bantlarındaki paraziti en aza indirir.
Amplifikatör Verimliliği:
- SC-FDMA’nın daha düşük PAPR’si aynı zamanda yukarı bağlantıdaki amplifikatör verimliliğinin artmasına da katkıda bulunur. Bu, iletim sırasında pil gücünün daha verimli kullanılmasına olanak tanıdığı ve ağın genel enerji verimliliğini arttırdığı için kullanıcı cihazları için özellikle önemlidir.
Basitleştirilmiş Alıcı Uygulaması:
- SC-FDMA, yukarı bağlantı alıcısının uygulanmasını basitleştirerek onu OFDMA alıcısına kıyasla daha az karmaşık hale getirir. Bu basitleştirme, sınırlı işlem kapasitesi ve kaynaklara sahip kullanıcı cihazları için avantajlı olup, uygun maliyetli ve güç açısından verimli uygulamaları destekler.
Uplink Kanallarına Uygunluk:
- Daha düşük PAPR ve spektral kapsama dahil olmak üzere SC-FDMA’nın özellikleri, yukarı bağlantı kanallarının doğasıyla iyi uyum sağlar. SC-FDMA, güç kısıtlamalarının ve girişim hususlarının kritik olduğu zorlu yukarı bağlantı iletim ortamı için çok uygundur.
Çözüm:
Özetle, LTE’nin aşağı bağlantı için OFDMA’yı ve yukarı bağlantı için SC-FDMA’yı kullanması, her iletişim yönünün benzersiz özelliklerine ve gereksinimlerine dayanan stratejik bir seçimdir. OFDMA aşağı bağlantı kapasitesini optimize eder, yüksek veri hızlarını destekler ve kaynakları verimli bir şekilde tahsis eder; SC-FDMA ise güç tüketimini azaltarak, paraziti en aza indirerek ve alıcı uygulamalarını basitleştirerek yukarı bağlantı performansını artırır. LTE’deki çoklu erişim şemalarının bu kombinasyonu, modern kablosuz ağlarda hem aşağı bağlantı hem de yukarı bağlantı iletimlerinin taleplerini karşılamak için etkili ve dengeli bir yaklaşım sağlar.