Dft s ofdm – dft-s-ofdm
DFT-s-OFDM, abbreviazione di Discrete Fourier Transform-spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing, è una tecnica di modulazione chiave utilizzata nelle comunicazioni 5G, in particolare per il canale uplink. Oggi ti spiego come funziona questa tecnologia, perché è fondamentale per migliorare l’efficienza spettrale e ridurre la PAPR (Peak-to-Average Power Ratio), un aspetto cruciale nei dispositivi mobili con risorse di potenza limitate.
Cos’è DFT-s-OFDM e come si integra nel 5G
DFT-s-OFDM è una variante di OFDM tradizionale, che incorpora un passaggio di trasformata discreta di Fourier (DFT) prima della modulazione OFDM. Questo spread di frequenza permette di distribuire i dati trasmessi su più sottoportanti in modo più uniforme, riducendo i picchi di potenza del segnale e migliorando l’efficienza energetica del trasmettitore.
Questa tecnica viene usata soprattutto nel canale uplink di 5G NR (New Radio) perché aiuta a risparmiare energia nel terminale utente (UE), una caratteristica essenziale per dispositivi mobili e IoT. Al contrario, nel downlink si usa principalmente OFDM standard, che ha un’efficienza spettrale leggermente migliore ma presenta PAPR più elevata.
Perché il PAPR è importante in 5G
Il PAPR indica il rapporto tra il picco di potenza e la potenza media di un segnale trasmesso. In un sistema wireless, un PAPR elevato richiede amplificatori di potenza più costosi e meno efficienti, oltre a consumi maggiori di energia. Grazie a DFT-s-OFDM, il segnale ha un PAPR più basso rispetto a OFDM tradizionale, rendendo possibile l’uso di amplificatori più semplici e risparmiando batteria.
Processo tecnico di modulazione DFT-s-OFDM
- I dati binari vengono prima codificati e modulati (ad esempio QPSK, 16QAM, 64QAM).
- Successivamente, il segnale modulato passa attraverso una trasformata discreta di Fourier (DFT), che “spalma” i dati su molte frequenze.
- Il segnale DFT viene quindi mappato su sottoportanti OFDM, che vengono combinati per la trasmissione sul canale radio.
- Infine, il segnale passa attraverso una trasformata inversa di Fourier (IDFT) per generare il segnale nel dominio del tempo.
Confronto con OFDM tradizionale
Applicazioni pratiche di DFT-s-OFDM nel 5G
La tecnologia DFT-s-OFDM si rivela molto importante nei casi in cui i terminali devono massimizzare la durata della batteria, come smartphone, dispositivi IoT, e sensori wireless. Inoltre, contribuisce a mantenere bassa la complessità hardware e i costi di produzione degli apparati mobili.
In scenari dove la mobilità è elevata, la robustezza e la riduzione delle interferenze offerte da DFT-s-OFDM migliorano la qualità della comunicazione, riducendo errori e ritrasmissioni.
Relazione con altre tecnologie 5G
DFT-s-OFDM non funziona isolatamente: è parte di un ecosistema che include tecnologie come Massive MIMO, beamforming e network slicing. Questi migliorano ulteriormente le prestazioni della rete 5G, garantendo velocità elevate, bassa latenza e alta affidabilità.
Ieri abbiamo visto come funziona la modulazione OFDM nel downlink 5G. Comprendere DFT-s-OFDM ti aiuterà a capire meglio le differenze nelle tecniche di trasmissione e come 5G riesce a bilanciare prestazioni e consumo energetico.