High data rates: Fundamental constraints Shannon: channel capacity R – bit rate E b - received energy per information bit N 0 - constant noise power spectral density measured in W/Hz bandwidth utilization
High data rates: Fundamental constraintsShannon:
channel capacity
R –
bit rateEb
-
received energy per information bitN0
-
constant noise power spectral density measured in W/Hzbandwidth utilization
Rata de bit limitată de zgomot•
Rata de bit limitată de puterea recepționată (SNR)
•
O creștere a ratei (la bandă dată) presupune o creștere de cel puțin același ordin a puterii
•
Dacă se dispune de suficientă putere, se poate asigura orice rată într-o bandă dată
•
Pentru mic, o creștere a ratei (la bandă dată) presupune o creștere de aproximativ
același ordin a puterii (power-limited
operation). Creșterea benzii disponibile nu modifică substanțial puterea
•
Pentru mare, o creștere a ratei (la bandă dată) presupune o creștere mult mai accentuată a puterii (bandwidth-limited operation).
Creșterea benzii disponibile reduce puterea necesară
Posibilități de îmbunătățire
•
Creșterea puterii semnalului recepționat (la putere de emisie constantă):–
Reducerea distanței emițător –
receptor
–
Folosirea antenelor multiple•
Reducerea zgomotului (receptor performant)
Rata de bit limitată de interferență
•
Rata de bit maximă pentru o bandă dată este limitată și de raportul putere semnal/putere interferență
•
Rate de bit mai mari decât banda disponibilă presupun o creștere disproporționată a raportului semnal/interferență
•
Soluții:•
Reducerea intreferenței prin reducerea dimensiunii celulelor și a numărului de utilizatori
•
Antene multiple, antene inteligente (beam-forming), MIMO
•
Interferența este predictibilă și poate fi redusă sau eliminată
Modulații de ordin superior (Higher-order modulation)
•Banda ocupată de semnal depinde doar de rata de modulație (număr de simboluri/secundă)•Schemele de modulație de ordin superior pot asigura rate mari la o bandă dată•Dezavantaj: se reduce robustețea la zgomot și la interferențe•Soluție: asocierea cu codarea de canal
•Dezavantaj: variații mari ale puterii instantanee
OFDM
•
Se utilizează un număr mare de purtătoare, în loc de una singură
•
Fiecare purtătoare transmite un nr de biţi care rezultă din conversia serie –
paralel a unui şir
de date
OFDM
•
Purtătoarele sunt ortogonale între ele:
OFDM
OFDM
OFDM
OFDM
OFDM
OFDM -
modulatia•
OFDM se poate implementa eficient prin transformarea IFFT –
FFT
Intrarile
nefolosite
in blocul
IFFT permit inserarea
prefixului
ciclicNc
– număr simboluri, N = 2k
OFDM -
Demodularea•
OFDM se poate implementa eficient prin transformarea IFFT –
FFT
(prefix ciclic)
OFDM
Probleme OFDM: dispersia în timp a canalului•
Propagarea pe căi multiple (Multipath)
•
ISI –
Intersimbol Interference
OFDM
•
Soluţia: Prefixul ciclic
OFDM•
Probleme OFDM PAPR –
Peak to Average
power RatioSoluţii:•
Precodare sau prefiltrare
•
Tone reservation(subset de purtătoare care nu transmit date utile, modulate astfel încât să reducă PAPR)
•
Scrambling•
SC OFDMA (single carier)
OFDM•
OFDMA –
OFDM multiple Access
OFDM – tipuri de purtatoare
OFDM –
accesul
duplex
•
OFDMA în LTE –
accesul duplex
OFDM
•
OFDMA în LTE –
caracteristici generale
OFDM
•
OFDMA în LTE –
Structura cadru
OFDM
•
OFDMA în LTE –
SC-FDMA (Single Carrier)
OFDM
•
OFDMA în LTE –
SC-FDMA pe Up Link
INTERFAŢA RADIOOrganizarea benzii radio
INTERFAŢA RADIOCaracteristici interfaţa radio
INTERFAŢA RADIOStructura cadru tip 1
•
Tu = Useful Symbol Duration•
Tcp = Cyclic Prefix duration
•
Tecp = Extended Cyclic Prefix duration
INTERFAŢA RADIOStructura cadru tip 2
INTERFAŢA RADIOResursa radio
Resource element group
Resource element group -
pentru semnalizare
•
REG = 4 sub-carriers during 1 symbol
(6 sub-carriers if thereare pilot sub-carriers)
INTERFAŢA RADIOResurse fizice şi virtuale
INTERFAŢA RADIOResource Element Group –
REG
pentru
canalele
de semnalizare
(control)