El acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal ( OFDMA ) es una versión multiusuario del popular esquema de modulación digital de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) . El acceso múltiple se logra en OFDMA asignando subconjuntos de subportadoras a usuarios individuales. Esto permite la transmisión simultánea a baja velocidad de datos de varios usuarios. Endurecimiento del canal: el endurecimiento del canal significa que los canales con desvanecimiento se comportan como si fuera un canal sin desvanecimiento. La aleatoriedad sigue ahí, pero su impacto en la comunicación sigue siendo insignificante.
Puntos clave
Las ventajas y desventajas que se resumen a continuación se analizan con más detalle en la sección Características y principios de funcionamiento . Consulte también la lista de características clave de OFDM .
Ventajas declaradas sobre OFDM con multiplexación estadística en el dominio del tiempo
- Permite la transmisión simultánea a baja velocidad de datos de varios usuarios.
- Se puede evitar el portador pulsado.
- Potencia de transmisión máxima más baja para usuarios de baja velocidad de datos.
- Retraso más corto y retraso constante.
- Se simplifica el acceso múltiple basado en contención (prevención de colisiones).
- Mejora aún más la robustez de OFDM al desvanecimiento y la interferencia.
- Combatir la interferencia de banda estrecha.
Ventajas declaradas de OFDMA
- Flexibilidad de despliegue en varias bandas de frecuencia con pocas modificaciones necesarias en la interfaz aérea. [1]
- Promedio de interferencias de celdas vecinas, mediante el uso de diferentes permutaciones de portadora básica entre usuarios en diferentes celdas.
- Las interferencias dentro de la celda se promedian utilizando la asignación con permutaciones cíclicas.
- Permite la cobertura de la red de frecuencia única, donde existe un problema de cobertura y ofrece una cobertura excelente.
- Ofrece diversidad de frecuencias al extender las portadoras por todo el espectro utilizado.
- Permite potencia por canal o por subcanal.
Desventajas reconocidas de OFDMA
- Mayor sensibilidad a las compensaciones de frecuencia y al ruido de fase. [1]
- Los servicios de comunicación de datos asíncronos, como el acceso web, se caracterizan por ráfagas de comunicación breves a alta velocidad de datos. Pocos usuarios en una celda de estación base están transfiriendo datos simultáneamente a una tasa de datos constante baja.
- La compleja electrónica OFDM, incluido el algoritmo FFT y la corrección de errores de reenvío , están constantemente activos independientemente de la velocidad de datos, lo cual es ineficiente desde el punto de vista del consumo de energía, mientras que OFDM combinado con la programación de paquetes de datos puede permitir que el algoritmo FFT hiberne durante cierto tiempo. intervalos.
- La ganancia de diversidad OFDM y la resistencia al desvanecimiento selectivo en frecuencia pueden perderse parcialmente si se asignan muy pocas subportadoras a cada usuario y si se utiliza la misma portadora en cada símbolo OFDM. Por lo tanto, es deseable una asignación de subportadora adaptativa basada en información de retroalimentación rápida sobre el canal, o saltos de frecuencia de subportadora.
- Tratar con la interferencia cocanal de las células cercanas es más complejo en OFDM que en CDMA . Requeriría una asignación dinámica de canales con coordinación avanzada entre estaciones base adyacentes.
- La información de retroalimentación de canal rápido y la asignación de subportadora adaptativa es más compleja que el control rápido de potencia CDMA.
Características y principios de funcionamiento.
Basándose en la información de retroalimentación sobre las condiciones del canal, se puede lograr una asignación adaptativa de usuario a subportadora. [2] Si la asignación se realiza con suficiente rapidez, esto mejora aún más la robustez de OFDM frente al desvanecimiento rápido y la interferencia de canal cocanal de banda estrecha, y permite lograr una eficiencia espectral del sistema aún mejor .
Se pueden asignar diferentes números de subportadoras a diferentes usuarios, con el fin de soportar una calidad de servicio diferenciada (QoS), es decir, para controlar la tasa de datos y la probabilidad de error individualmente para cada usuario.
OFDMA puede verse como una alternativa a la combinación de OFDM con acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) o comunicación de multiplexación estadística en el dominio del tiempo . Los usuarios de baja velocidad de datos pueden enviar continuamente con baja potencia de transmisión en lugar de utilizar una portadora "pulsada" de alta potencia. Se puede lograr un retraso constante y un retraso más corto.
OFDMA también puede describirse como una combinación de acceso múltiple en el dominio de la frecuencia y en el dominio del tiempo, donde los recursos se dividen en el espacio de tiempo-frecuencia y los intervalos se asignan a lo largo del índice de símbolos OFDM, así como el índice de subportadora OFDM.
OFDMA se considera muy adecuado para redes inalámbricas de banda ancha, debido a las ventajas que incluyen la escalabilidad y el uso de múltiples antenas ( MIMO ), y la capacidad de aprovechar la selectividad de frecuencia de canal. [1]
En la radio cognitiva de detección de espectro , OFDMA es un posible enfoque para llenar las bandas de radiofrecuencia libres de forma adaptativa. Timo A. Weiss y Friedrich K. Jondral de la Universidad de Karlsruhe propusieron un sistema de agrupación de espectro en el que las bandas libres detectadas por los nodos se llenaban inmediatamente con subbandas OFDMA.
Uso
OFDMA se utiliza en:
- el modo de movilidad del estándar IEEE 802.16 Wireless MAN, comúnmente conocido como WiMAX,
- el estándar de LAN inalámbrica (WLAN) IEEE 802.11ax ,
- el estándar MAN inalámbrico móvil IEEE 802.20 , comúnmente conocido como MBWA,
- MoCA 2.0,
- el enlace descendente del estándar de banda ancha móvil 3GPP Long-Term Evolution (LTE) de cuarta generación. La interfaz de radio se denominaba anteriormente Acceso de paquetes OFDM de alta velocidad (HSOPA), ahora se denomina Acceso de radio terrestre UMTS evolucionado (E-UTRA).
- el enlace descendente y el enlace ascendente del estándar de red móvil de quinta generación 3GPP 5G New Radio (NR). 5G NR es el sucesor de LTE.
- el Flash-OFDM móvil de Qualcomm Flarion Technologies
- el ahora desaparecido proyecto Qualcomm / 3GPP2 Ultra Mobile Broadband (UMB), destinado a ser el sucesor de CDMA2000 , pero reemplazado por LTE.
OFDMA también es un método de acceso candidato para las redes de área regional inalámbricas IEEE 802.22 (WRAN), una tecnología de radio cognitiva que utiliza espacios en blanco en el espectro de frecuencia de la televisión (TV), y el método de acceso propuesto para la especificación DECT -5G que tiene como objetivo cumplir Requisitos de las IMT-2020 para aplicaciones de banda ancha móvil de alto rendimiento (eMMB) y ultrafiables de baja latencia (URLLC). [3]
Ver también
- Codigo de DIVISION DE ACCESO multiple
- Acceso múltiple por división de frecuencia
- Acceso múltiple por división de tiempo
- FDMA de portadora única (SC-FDMA), también conocido como OFDMA precodificado linealmente ( LP-OFDMA )
- Evolución a largo plazo de 3GPP
- WiMAX
- WiBro
Referencias
- ↑ a b c Hujun Yin y Siavash Alamouti (agosto de 2007). "OFDMA: una tecnología de acceso inalámbrico de banda ancha". Simposio IEEE Sarnoff, 2006 . IEEE : 1–4. doi : 10.1109 / SARNOF.2006.4534773 .
- ^ Guowang Miao ; Canción de Guocong (2014). Diseño de redes inalámbricas energéticamente eficientes en espectro . Prensa de la Universidad de Cambridge . ISBN 1-107-03988-6.
- ^ "(PDF) Edad de la información en un sistema de comunicación inalámbrica de decodificación y reenvío habilitado para URLLC" . ResearchGate . Consultado el 11 de febrero de 2021 .
enlaces externos
- Acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal: ¿es el sistema de acceso múltiple del futuro? , S. Srikanth, V. Kumaran, C. Manikandan et al., Centro de Investigación AU-KBC, Universidad de Anna, India.
- Breve introducción a OFDM - Tutorial escrito por el Prof. Debbah, director de la Cátedra Alcatel-Lucent sobre radio flexible.