W przypadku systemów WCDMA (UMTS, HSPA) nie jest stosowana multipleksacja OFDM i wszystkie stacje klienckie nadają/odbierają w tym samym czasie za pomocą techniki CDMA. Jest to o wiele wolniejsza metoda dostępu i obarczona dużą ilością błędów z uwagi na współdzielony kanał, jednak (w odróżnieniu od modulacji OFDM wykorzystywanej zarówno w W-Fi jak i LTE) posiada jedną podstawową zaletę: potrafi działać przy bardzo niskim poziomie odbieranego sygnału, zachowując przyzwoite parametry. Dlatego zasięg WCDMA na tej samej częstotliwości i szerokości kanału może być większy niż LTE. Aby ratować sytuację w LTE przy niskich poziomach sygnałów, wprowadzono jeszcze jedno ulepszenie: cykliczne testowanie nośnej. Działa to tak, że co jakiś czas stacja bazowa wysyła sygnał korekcyjny na wszystkich nośnych, aby sprawdzić, która najlepiej nadaje się do transmisji dla poszczególnych klientów. W teorii pozwala to na kalibrowanie stacji bazowej pod kątem przemieszczających się użytkowników oraz zmieniających się warunków propagacyjnych (odbicia, chwilowe tłumienia itp.). Taka kalibracja ma oczywiście zalety, ale również wady, które wynikają z tego, że korekcja wykorzystuje kanał regularnej transmisji, co zajmuje oczywiście zasoby czasowe, a więc wpływa na ogólną wydajność.
Do rzeczy inżynierze, do rzeczy!
W sieci dostępne są przeliczniki, jak oszacować teoretyczną wydajność sektora LTE:
1. Jeśli posiadamy 20 MHz pasma, to liczba pseudolosowych bitów wynosi 100.
2. Jeśli przyjmiemy, że posiadamy jeden symbol OFDM dla kontroli regionu w każdej półramce, to ilość symboli OFDM dla danych użytkownika wynosi 13.
3. Jeśli nasz system pracuje w trybie SISO (jedna antena), to ilość przenoszonych bitów wynosi 6.
4. Ilość podnośnych wynosi w tym wypadku 12.
5. Ilość sub-kanałów (zwanych też "resource-blokami") do przenoszenia danych wynosi odpowiednio 150 (13*12-6).
6. Ilość "resource-bloków" dla każdej półramki wynosi w tym wypadku 15 000.
7. Przy maksymalnej dostępnej modulacji QAM64 dysponujemy zatem 6 bitami danych.
8. Ilość bitów w każdej półramce wynosi więc (15 000*6), czyli 90 000 bitów.
9. W każdej sekundzie mamy 1000 ramek, zatem ilość surowych danych oscyluje w granicach 90 Mb/s.
10. Znając już surową przepustowość, możemy obliczyć jeszcze parametr Forward Error Correction, który zwykle w przypadku dobrego kanału transmisyjnego wynosi 5/6.
To wszystko daje maksymalną przepustowość na poziomie 75 Mb/s.
W przypadku systemów MIMO 2×2 wydajność teoretycznie potrafi zostać zwiększona dwukrotnie, czyli do trąbionych wszem i wobec 150 Mb/s. Jednak jeśli mówimy tutaj o terminalach mobilnych, trzeba zauważyć, że MIMO 2×2 opiera się na dwóch osobnych polaryzacjach. To powoduje, że terminal mobilny oraz stacja bazowa musi posiadać antenę o odpowiedniej charakterystyce. Tak, aby osobne tory transmisji nie zakłócały się wzajemnie. W przypadku niewielkich modemów USB, jak również telefonów, czy tabletów wydajność w trybie MIMO uzależniona jest od tego, co znajduje się w środku. Zapewnienie dobrej izolacji polaryzacji w malutkim urządzeniu jest nie lada wyzwaniem (o ile jest w ogóle możliwe) i stąd wydajność MIMO w praktyce nie rośnie dwukrotnie. Zatem w realnych warunkach, w których MIMO nie ma szans działać do końca poprawnie, możemy osiągnąć prędkości jedynie w granicach ok. 75-120 Mb/s. Warto dodać, że ta prędkość współdzielona jest również z dodatkową ilością danych sygnalizacyjnych, zatem spokojnie możemy przyjąć, że realna wydajność z jednym użytkownikiem na sektorze oscyluje w granicach 70-80 Mb/s. W przypadku modulacji QAM16 wydajność spada do 50-60Mb/s, a przy QPSK do 20-30 Mb/s. Dodatkowo dochodzi do tego kwestia Forward Error Correction, czyli danych nadmiarowych służących do naprawy uszkodzonych ramek. Wydajność więc w najgorszym możliwym wypadku może wynieść jedynie niecałe 20-30 Mb/s na sektor. Przyjmując, że 60 proc. klientów pracuje w średnich warunkach, następne 20 proc. klientów pracuje w warunkach kiepskich, a kolejne 20 proc. w warunkach idealnych, możemy przyjąć, że średnio dysponujemy wydajnością na poziomie 48-56 Mb/s współdzielonych przez wszystkich użytkowników danego sektora. A teraz ponownie spójrzmy do encyklopedycznych danych standardu LTE, gdzie przewidziano 200 użytkowników na sektor. Prosta arytmetyka wykaże, że każdemu do dyspozycji pozostanie około...0,28 Mb/s (!)
