Technologie LTE OFDM

Pour surmonter l'effet du problème d'évanouissement multi-trajet disponible dans UMTS, LTE utilise le multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (OFDM) pour la liaison descendante - c'est-à-dire de la station de base au terminal pour transmettre les données sur de nombreuses carrières à bande étroite de 180 kHz chacune à la place. d'étaler un signal sur toute la bande passante de carrière de 5 MHz, c.-à-d. OFDM utilise un grand nombre de sous-porteuses étroites pour la transmission multi-porteuse pour transporter des données.

Le multiplexage orthogonal par répartition en fréquence (OFDM) est un schéma de multiplexage par répartition en fréquence (FDM) utilisé comme méthode de modulation numérique multi-porteuse.

OFDM répond à l'exigence LTE en matière de flexibilité du spectre et permet des solutions rentables pour des porteuses très larges avec des débits de pointe élevés. La ressource physique de liaison descendante LTE de base peut être considérée comme une grille temps-fréquence, comme illustré dans la figure ci-dessous:

Les symboles OFDM sont regroupés en blocs de ressources. Les blocs de ressources ont une taille totale de 180 kHz dans le domaine fréquentiel et de 0,5 ms dans le domaine temporel. Chaque intervalle de temps de transmission (TTI) de 1 ms se compose de deux créneaux (Tslot).

Chaque utilisateur se voit attribuer un certain nombre de blocs dits ressources dans la grille temps.fréquence. Plus un utilisateur obtient de blocs de ressources et plus la modulation utilisée dans les éléments de ressources est élevée, plus le débit binaire est élevé. Les blocs de ressources et le nombre que l'utilisateur obtient à un moment donné dépendent de mécanismes de planification avancés dans les dimensions de fréquence et de temps.

Les mécanismes de planification dans LTE sont similaires à ceux utilisés dans HSPA et permettent des performances optimales pour différents services dans différents environnements radio.

Avantages de l'OFDM

  • Le principal avantage de l'OFDM par rapport aux schémas à porteuse unique est sa capacité à faire face à des conditions de canal sévères (par exemple, atténuation des hautes fréquences dans un long fil de cuivre, interférences à bande étroite et évanouissements sélectifs en fréquence dus aux trajets multiples) sans filtres d'égalisation complexes.

  • L'égalisation de canal est simplifiée car l'OFDM peut être considéré comme utilisant de nombreux signaux à bande étroite à modulation lente plutôt qu'un signal à large bande à modulation rapide.

  • Le faible débit de symboles rend l'utilisation d'un intervalle de garde entre symboles abordable, ce qui permet d'éliminer les interférences entre symboles (ISI).

  • Ce mécanisme facilite également la conception de réseaux à fréquence unique (SFN), dans lesquels plusieurs émetteurs adjacents envoient le même signal simultanément à la même fréquence, car les signaux de plusieurs émetteurs distants peuvent être combinés de manière constructive, plutôt que d'interférer comme cela se produirait généralement dans un système traditionnel. système à un seul transporteur.

Inconvénients de l'OFDM

  • Rapport pic / moyenne élevé

  • Sensible au décalage de fréquence, donc également au décalage Doppler

Technologie SC-FDMA

LTE utilise une version pré-codée d'OFDM appelée Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) dans la liaison montante. Ceci pour compenser un inconvénient de l'OFDM normal, qui a un rapport de puissance crête / moyenne (PAPR) très élevé.

Un PAPR élevé nécessite des amplificateurs de puissance coûteux et inefficaces avec des exigences élevées en matière de linéarité, ce qui augmente le coût du terminal et draine la batterie plus rapidement.

SC-FDMA résout ce problème en regroupant les blocs de ressources de manière à réduire le besoin de linéarité, et donc la consommation d'énergie, dans l'amplificateur de puissance. Un PAPR faible améliore également la couverture et les performances de bord de cellule.