Tecnologia LTE OFDM

Para superar o efeito do problema de desvanecimento de múltiplos caminhos disponível em UMTS, o LTE usa Multiplexação por Divisão de Freqüência Ortogonal (OFDM) para o downlink - isto é, da estação base para o terminal para transmitir os dados em muitas carreiras de banda estreita de 180 KHz cada. de espalhar um sinal por toda a largura de banda de carreira de 5 MHz, ou seja, OFDM usa um grande número de subportadoras estreitas para transmissão de múltiplas portadoras para transportar dados.

A multiplexação por divisão de freqüência ortogonal (OFDM) é um esquema de multiplexação por divisão de freqüência (FDM) usado como um método de modulação digital multiportadora.

OFDM atende ao requisito LTE de flexibilidade de espectro e permite soluções econômicas para operadoras muito amplas com altas taxas de pico. O recurso físico de downlink LTE básico pode ser visto como uma grade de tempo-frequência, conforme ilustrado na Figura abaixo:

Os símbolos OFDM são agrupados em blocos de recursos. Os blocos de recursos têm um tamanho total de 180kHz no domínio da frequência e 0,5ms no domínio do tempo. Cada intervalo de tempo de transmissão de 1 ms (TTI) consiste em dois slots (Tslot).

Cada usuário recebe uma série de blocos de recursos chamados na grade time.frequency. Quanto mais blocos de recursos um usuário obtém e quanto mais alta a modulação usada nos elementos de recursos, mais alta é a taxa de bits. Quais blocos de recursos e quantos o usuário obtém em um determinado momento dependem de mecanismos de agendamento avançados nas dimensões de frequência e tempo.

Os mecanismos de agendamento no LTE são semelhantes aos usados ​​no HSPA e permitem o desempenho ideal para diferentes serviços em diferentes ambientes de rádio.

Vantagens do OFDM

  • A principal vantagem do OFDM sobre os esquemas de portadora única é sua capacidade de lidar com condições severas de canal (por exemplo, atenuação de altas frequências em um longo fio de cobre, interferência de banda estreita e desvanecimento seletivo de frequência devido a caminhos múltiplos) sem filtros de equalização complexos.

  • A equalização de canal é simplificada porque OFDM pode ser visto como usando muitos sinais de banda estreita modulados lentamente em vez de um sinal de banda larga modulado rapidamente.

  • A baixa taxa de símbolo torna acessível o uso de um intervalo de guarda entre os símbolos, tornando possível eliminar a interferência entre símbolos (ISI).

  • Este mecanismo também facilita o projeto de redes de frequência única (SFNs), onde vários transmissores adjacentes enviam o mesmo sinal simultaneamente na mesma frequência, uma vez que os sinais de vários transmissores distantes podem ser combinados construtivamente, em vez de interferir como normalmente ocorreria em um sistema tradicional sistema de portadora única.

Desvantagens do OFDM

  • Alta proporção de pico para média

  • Sensível ao deslocamento de frequência, portanto, também ao deslocamento Doppler

Tecnologia SC-FDMA

LTE usa uma versão pré-codificada de OFDM chamada Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) no uplink. Isso é para compensar uma desvantagem com OFDM normal, que tem uma relação de energia de pico para média (PAPR) muito alta.

O PAPR alto requer amplificadores de potência caros e ineficientes com altos requisitos de linearidade, o que aumenta o custo do terminal e esgota a bateria mais rapidamente.

O SC-FDMA resolve este problema agrupando os blocos de recursos de forma a reduzir a necessidade de linearidade e, portanto, o consumo de energia no amplificador de potência. Um PAPR baixo também melhora a cobertura e o desempenho de borda da célula.