LTE SC-FDMA ve LTE Yukarı Bağlantı
LTE (Uzun Süreli Evrim), Yukarı bağlantı için Tek Taşıyıcı Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (SC-FDMA) olarak bilinen özel bir modülasyon şemasını kullanır. SC-FDMA, LTE ağlarında uplink iletimi için avantajlar sağlayan bir modülasyon ve erişim şemasıdır.
- SC-FDMA ve uplink çerçeve yapısına giriş
- Tek taşıyıcılı iletim ve FDMA’nın evliliği
- Uplink SC-FDMA aktarım ve alma zincirleri
- SC-FDMA ve OFDMA
ile Tepeden Ortalamaya Güç Oranının (PAPR) karşılaştırılması
İşte LTE SC-FDMA ve LTE uplink’in bazı önemli yönleri:
LTE Uplink’te SC-FDMA:
LTE’nin yukarı bağlantı yönünde modülasyon şeması olarak SC-FDMA kullanılır. SC-FDMA, her kullanıcıya iletim için belirli bir alt taşıyıcı alt kümesinin atandığı bir Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (FDMA) biçimidir.
SC-FDMA, Tepe-Ortalama Güç Oranını (PAPR) azaltarak ve güç verimliliğini artırarak geleneksel FDMA şemalarına göre avantajlar sunar. Bu özellikle sınırlı pil gücüne sahip mobil cihazlar için önemlidir.
Uplink Kaynak Tahsisi:
LTE’de uplink kaynakları, kanal koşulları ve kalitesine göre farklı kullanıcılara dinamik olarak tahsis edilir. Yukarı bağlantı kaynak tahsisi, yukarı bağlantı planlama ve güç kontrolü gibi teknikler kullanılarak baz istasyonu (eNodeB) tarafından gerçekleştirilir.
Yukarı bağlantı kaynakları, alt taşıyıcıların alt kümesini ve her kullanıcı için iletim süresini belirleyerek frekans alanı ve zaman alanında tahsis edilir.
Rastgele Erişim Prosedürü:
LTE yer-uydu bağı, UE’lerin ağa erişim talebinde bulunmasına ve bir yer-uydu bağı iletimini başlatmasına olanak tanıyan bir rastgele erişim prosedürünü içerir. Bu prosedür ilk bağlantı kurulumu, aktarımlar ve diğer sinyal değişimleri için kullanılır.
Rastgele erişim prosedürü sırasında UE, belirli bir alt taşıyıcı seti üzerinde bir giriş bölümü iletir ve eNodeB, yukarı bağlantı iletim kaynakları için bir tahsisle yanıt verir.
Uplink Kanal Kalitesi Raporlaması:
Uplink kanal kalitesi raporlaması, LTE uplink operasyonlarının önemli bir parçasıdır. UE’ler, yukarı bağlantı kanalının kalitesini periyodik olarak ölçer ve bunu eNodeB’ye bildirir. Bu bilgiler kaynak tahsisi, planlama ve güç kontrolü optimizasyonu için kullanılır.
LTE, yukarı bağlantıda SC-FDMA’yı kullanarak güç verimliliği, spektral verimlilik ve sağlamlık arasında bir denge sağlar. SC-FDMA, Dik Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (OFDMA) gibi diğer modülasyon şemalarına kıyasla PAPR’yi azaltır ve pille çalışan cihazlardan gelen uplink iletimleri için uygun hale getirir. Yukarı bağlantı kaynaklarının dinamik tahsisi, rastgele erişim prosedürleri ve kanal kalitesi raporlaması, LTE yukarı bağlantının verimli ve güvenilir çalışmasına katkıda bulunur.
LTE için yukarı bağlantıda neden SC-FDMA kullanılıyor?
SC-FDMA (Tek Taşıyıcı Frekans Bölmeli Çoklu Erişim), diğer modülasyon şemalarına göre sunduğu çeşitli avantajlar nedeniyle LTE (Uzun Süreli Evrim) için yukarı bağlantıda kullanılır. LTE için yukarı bağlantıda SC-FDMA’nın kullanılmasının temel nedenleri şunlardır:
Güç verimliliği:
SC-FDMA, OFDMA (Ortogonal Frekans Bölmeli Çoklu Erişim) gibi diğer modülasyon şemalarına kıyasla daha iyi güç verimliliği sağlar. Daha düşük bir Tepe-Ortalama Güç Oranı (PAPR) sergiler; bu, kullanıcı cihazlarındaki güç amplifikatörlerinin daha verimli çalışabileceği, güç tüketimini azaltabileceği ve pil ömrünü uzatabileceği anlamına gelir. Bu, özellikle akıllı telefonlar ve IoT cihazları gibi pille çalışan cihazlardan gelen uplink iletimleri için önemlidir.
Daha Düşük Parazit:
SC-FDMA, OFDMA’ya kıyasla daha düşük düzeyde bant dışı ve bant içi girişim sunar. Bunu, iletilen sinyalin enerjisini daha dar bir frekans aralığına dağıtarak, bitişik alt taşıyıcılara daha az girişim sağlayarak gerçekleştirir. Daha düşük girişim seviyeleri, genel sistem performansını artırır ve komşu frekans bantlarıyla daha iyi bir arada yaşama olanağı sağlar.
Daha İyi Alıcı Performansı:
SC-FDMA, alıcı karmaşıklığı ve frekans hatalarına ve faz gürültüsüne karşı tolerans açısından daha iyi alıcı performansı sergiler. SC-FDMA, OFDMA gibi birden fazla taşıyıcı yerine tek bir taşıyıcı kullandığından alıcı karmaşıklığı azalır. Ek olarak, SC-FDMA, alıcının performansını düşürebilecek frekans seçici sönümleme ve Doppler etkilerine karşı geliştirilmiş toleransa sahiptir.
Bitişik Kaynak Tahsisi:
SC-FDMA, bitişik kaynak tahsisine olanak tanır; bu, atanan alt taşıyıcıların frekans alanında birbirine bitişik olduğu anlamına gelir. Bu, frekans alanı eşitlemesinin daha etkili bir şekilde uygulanmasına olanak sağladığından ve alıcı işlemini basitleştirdiğinden, yukarı bağlantı iletimi için özellikle faydalıdır.
Mevcut Teknolojilerle Uyumluluk:
SC-FDMA, WCDMA (Geniş Bant Kod Bölmeli Çoklu Erişim) gibi eski teknolojilerden sorunsuz bir geçiş sağlar. Mevcut WCDMA altyapısını ve radyo frekansı bileşenlerini yeniden kullanarak geriye dönük uyumluluk sağlar ve maliyetli yükseltme ihtiyacını en aza indirir.
LTE, yukarı bağlantıda SC-FDMA’yı kullanarak güç verimliliği, spektral verimlilik, alıcı performansı ve eski teknolojilerle uyumluluk arasında iyi bir denge sağlar. Bu avantajlar, ağdaki çeşitli cihazlar için verimli ve güvenilir iletişim sağlayarak SC-FDMA’yı LTE’deki yukarı bağlantı iletimleri için çok uygun hale getirir.