Tecnologia LTE OFDM
Per superare l'effetto del problema di dissolvenza multi percorso disponibile in UMTS, LTE utilizza il multiplexing a divisione di frequenza ortogonale (OFDM) per il downlink, ovvero dalla stazione base al terminale per trasmettere i dati su molte carriere a banda stretta di 180 KHz ciascuna invece di diffondere un segnale sull'intera larghezza di banda della carriera a 5 MHz, ovvero. OFDM utilizza un gran numero di sottoportanti strette per la trasmissione multiportante per trasportare i dati.
Il multiplexing a divisione di frequenza ortogonale (OFDM), è uno schema di multiplexing a divisione di frequenza (FDM) utilizzato come metodo di modulazione digitale multi-portante.
OFDM soddisfa i requisiti LTE per la flessibilità dello spettro e consente soluzioni convenienti per operatori molto ampi con velocità di picco elevate. La risorsa fisica di downlink LTE di base può essere vista come una griglia tempo-frequenza, come illustrato nella figura seguente:
I simboli OFDM sono raggruppati in blocchi di risorse. I blocchi di risorse hanno una dimensione totale di 180 kHz nel dominio della frequenza e 0,5 ms nel dominio del tempo. Ogni intervallo di tempo di trasmissione di 1 ms (TTI) è costituito da due slot (Tslot).
A ogni utente viene assegnato un numero di cosiddetti blocchi di risorse nella griglia time.frequency. Più blocchi di risorse ottengono un utente e maggiore è la modulazione utilizzata negli elementi di risorsa, maggiore è la velocità in bit. Quali blocchi di risorse e quanti blocchi l'utente ottiene in un dato momento dipendono da meccanismi di pianificazione avanzati nelle dimensioni di frequenza e tempo.
I meccanismi di pianificazione in LTE sono simili a quelli utilizzati in HSPA e consentono prestazioni ottimali per diversi servizi in diversi ambienti radio.
Vantaggi dell'OFDM
Il vantaggio principale dell'OFDM rispetto agli schemi a portante singola è la sua capacità di far fronte a condizioni di canale severe (ad esempio, attenuazione delle alte frequenze in un lungo filo di rame, interferenza a banda stretta e dissolvenza selettiva in frequenza dovuta al multipath) senza filtri di equalizzazione complessi.
L'equalizzazione del canale è semplificata perché OFDM può essere visto come l'utilizzo di molti segnali a banda stretta modulati lentamente piuttosto che un segnale a banda larga a modulazione rapida.
Il basso symbol rate rende conveniente l'uso di un intervallo di guardia tra i simboli, rendendo possibile eliminare l'interferenza inter-simbolo (ISI).
Questo meccanismo facilita anche la progettazione di reti a frequenza singola (SFN), in cui diversi trasmettitori adiacenti inviano lo stesso segnale simultaneamente alla stessa frequenza, poiché i segnali di più trasmettitori distanti possono essere combinati in modo costruttivo, piuttosto che interferire come accadrebbe tipicamente in un tradizionale sistema a portante singolo.
Inconvenienti di OFDM
Rapporto picco-medio elevato
Sensibile all'offset di frequenza, quindi anche allo spostamento Doppler
Tecnologia SC-FDMA
LTE utilizza una versione precodificata di OFDM chiamata Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) nell'uplink. Questo per compensare un inconveniente con il normale OFDM, che ha un rapporto picco-potenza medio (PAPR) molto alto.
Un PAPR elevato richiede amplificatori di potenza costosi e inefficienti con elevati requisiti di linearità, il che aumenta il costo del terminale e scarica la batteria più velocemente.
SC-FDMA risolve questo problema raggruppando i blocchi di risorse in modo tale da ridurre la necessità di linearità, e quindi il consumo di energia, nell'amplificatore di potenza. Un PAPR basso migliora anche la copertura e le prestazioni a bordo cella.