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)