¿Cómo se evita el desvanecimiento por trayectos múltiples en LTE?

Multipath es una palabra elegante para reflexiones.

Cuando una estación base celular transmite a un dispositivo móvil, rara vez tenemos una línea de visión directa, por lo que el enlace de radio es en realidad un desastre de reflejos, refracción y pérdida directa a medida que la señal pasa a través de paredes y ventanas. El efecto neto es la señal original que se recibe a medida que múltiples copias se extienden a lo largo de muchos microsegundos, típicamente hasta aproximadamente 15us pero a menudo más cortas que eso.

En LTE usamos una capa física basada en el principio de OFMA, que en realidad es solo un conjunto de transmisiones paralelas de banda estrecha de 15 kHz de ancho llamadas subportadoras. Cada sucarrier tiene un símbolo QAM modulado con la velocidad en baudios establecida exactamente en 1 / ancho de banda de la subportadora y, por lo tanto, 66us de largo. Esto significa que la longitud del símbolo es más larga que el retraso de trayectos múltiples esperado y, por lo tanto, el receptor puede hacer buenas estimaciones sin ecualizadores complejos. Esto es muy diferente al GSM, donde las portadoras más amplias de 200 kHz necesitaban ecualizadores para manejar la propagación de múltiples rutas a través de múltiples símbolos.

LTE también usa una cosa llamada prefijo cíclico para ayudar a aislar símbolos. Después de que las subportadoras individuales de banda estrecha se modulan, las combinamos usando una FFT inversa para formar la señal de dominio de tiempo de banda ancha y luego el final del símbolo de dominio de tiempo y colocarlo al comienzo. Dado que el prefijo cíclico es más largo que la dispersión multitrayecto esperada, el receptor ahora puede manejar cada símbolo de forma independiente.

Finalmente, LTE coloca una serie de símbolos piloto conocidos y señales de sincronización en la señal transmitida para ayudar al receptor a alinearse con la sincronización del símbolo y realizar una ecualización simple para mejorar el rendimiento del receptor.

La trayectoria múltiple no se “evita”

Multi ruta existe. Es una propiedad inevitable del mundo real.

Ruta múltiple = ecos, reflexiones, el hecho de que hay muchas rutas posibles de emisor a receptor, con diferentes longitudes y propiedades diferentes: el receptor recibirá una señal “desordenada” que es una mezcla de todos ellos y el desafío es desenredar esos.

Como lo hace

1G no hizo nada al respecto: al igual que la ruta múltiple de TV analógica era eco (fantasma) y modulación analógica.

2G = banda estrecha digital utiliza un ecualizador. Esto fue muy difícil y una tecnología triunfó en ese momento.

3G = CDMA usó un receptor de rastrillo (Qualcomm hizo muchas vueltas inteligentes al respecto en la década de 1990), aunque ahora se usan ecualizadores

4G, LTE utiliza OFDM. En cierto modo, el estándar fue diseñado para que la ruta múltiple “desaparezca”.

Específicamente, OFDM puede hacer frente a la ruta múltiple ya que cada señal (subportadora = banda estrecha) es “lenta” y, por lo tanto, la ruta múltiple sucede “demasiado rápido para importar”. (analogía: si el fantasma de la televisión analógica estuviera realmente cerca de la imagen, no lo notarías).

Luego, la modulación incluye un prefijo cíclico (hace que la respuesta del canal sea mucho más larga) y pilotos que también ayudan.

Los nuevos conjuntos de chips también incluirán un ecualizador para ayudar a mejorar las cosas. Nuevamente, esto es difícil y solo en el chipset más nuevo y sofisticado.