Hình 3.1 dưới đây miêu tả đơn giản hệ thống LTE đường xuống, mô hình cơ bản là dựa trên việt kết hợp kỹ thuật MIMO-OFDMA, thiết kế này phù hợp với mạng băng rộng yêu cầu tốc độ dữ liệu cao.
Modulation Map to Resource
elements IFFT Add CP
D/A Conversion Mix to RF PA Reference Signals Demodulation
Extract from Resource elements FFT Remove CP A/D Conversion Mix to Baseband LNA Reference Signals Physical Chanels Physical Chanels
Hình 3.1 Sơ đồ thu phát đơn giản của mạng LTE hướng xuống ở lớp vật lý
Ở phía phát, ta có các chuỗi bít ở các kênh vật lý sau khi được mã hóa sẽ được đưa vào ánh xạ theo các chòm sao như QPSK, 16 QAM hay 64 QAM, mức điều chế này tùy thuộc vào đặc điểm của các kênh vật lý cũng như chất lượng đường truyền. Phương pháp điều chế càng cao thì băng thông và tốc độ càng cao trong LTE. Sau khi được điều chế tín hiệu từ các kênh vật lý cũng như các tín hiệu tham khảo sẽ được đưa vào vị trí tương ứng trong lưới tài nguyên (resource map). Tín hiệu được đưa tới khối IFFT để điều chế OFDM. Trong điều chế OFDM, dòng tín hiệu đầu vào nối tiếp được chia thành các luồng song song với tốc độ thấp hơn, các luồng song song này được phát đồng thời qua các sóng mang con khác nhau. Khi đó cần có khoảng cách tần số tối thiểu giữa các sóng mang con để đảm bảo tính trực giao dạng sóng của chúng trong miền thời gian. Trong miền tần số các sóng mang con khác chồng lấn nhau. Vì thế, băng thông được sử dụng một cách hiệu quả. IFFT là một thuật toán hiệu quả sử dụng để
34
phát một mẫu OFDM và giảm độ phức tạp của máy phát. Cuối cùng tín hiệu OFDM điều chế trước khi truyền đi được chèn khoảng bảo vệ (GI). Nếu kênh truyền là không thay đổi theo thời gian thì tín hiệu OFDM phát đi có thể được giải điều chế không có nhiễu. Hay nói cách khác, nếu kênh truyền là thay đổi theo thời gian thì tính trực giao giữa các sóng mang con sẽ mất. Điều này gây nên nhiễu xuyên ký tự ISI (Inter-Symbol Interference) cũng như là nhiễu xuyên sóng mang ICI (Inter-Carrier Interference). Để khắc phục nhiễu và sự thay đổi kênh truyền theo thời gian, CP được sử dụng trong hệ thống OFDM.
Ở phía thu sẽ thực hiện ngược lại các hoạt động tương tự của máy phát và có thêm một số thuật toán như ước lượng kênh truyền để khôi phục lại thông tin một cách chính xác. Để thực hiện ước lượng kênh truyền, mẫu tín hiệu tham chiếu được tách ra từ mỗi sub-frame. Để khôi phục dòng dữ liệu gốc, mẫu phức thu được từ hai ăng ten được phân phối tới khâu MIMO detection. Sau khi các mẫu chòm sao phức được giải điều chế thành các giá trị nhị phân và dữ liệu song song được chuyển dổi thành dữ liệu tuần tự để tìm ra dữ liệu phát ước lượng.