lte系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)：ofdm-全文預(yù)覽
【正文】 FFT 對(duì)接收機(jī) frequency 時(shí)間窗 同步信號(hào)再次導(dǎo)致了傳輸容量的損失 58 ? ? ? ? ? ? ??, ??0 ???c =? , ?? 2 59 TDLTE 信道估計(jì)算法 ????????????????線性插值算法 H (k , m) =?H P (k , m1 )a +?H P (k , m2 )(1 ??a) D f ???????????????? ?高階線性插值算法 H (k , (m ??1) ?D f +?l ) =?? =?c1H p (k , m ??1)?+?c0 H p (k , m )?+?c?1H p (k , m +?1)?D f where a =?d1 / D f , d1 ?D f α (α ? 1) ?c1 =?????????2 where ?c =???(α ? 1)(α + 1), α (α + 1) ? 1 α = l / N TDLTE OFDM中的同步 由于定時(shí)偏移 (Timing Offset) 和載波頻率偏移（ CFO: Carrier Frequency Offset）都 會(huì)嚴(yán)重影響 OFDM性能的檢測(cè) 性能，頻率同步和時(shí)間同步對(duì) OFDM系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是必需的 ?找出符號(hào)邊界和 最優(yōu)定時(shí)，以使載 ?糾正接收信號(hào)的 載波頻偏 ,因?yàn)槿? 波間干擾 (ICI)及符 號(hào)間干擾 (ISI)最小 何頻偏都會(huì)導(dǎo)致 ICI 61 ? TDLTE OFDM中的同步（ 1） FFT處理窗位置與 OFDM符號(hào)的相對(duì)關(guān)系 超前放置 FFT處理窗 延遲放置 FFT處理窗 CP1 TG Data 1 T CP2 Data 2 ? 一個(gè) OFDM符號(hào)由保護(hù)間隔和有效數(shù)據(jù)采樣構(gòu)成，保護(hù)間隔 在前，有效數(shù)據(jù)在后。 =?Tg +?Ts ? 前向糾錯(cuò)編碼的選擇 Ts ?f =? 1 Ts Tg T 39。因此時(shí)頻對(duì)偶關(guān) 系，通常系統(tǒng)中的碼間干擾 (ISI)變成了 OFDM系統(tǒng)中的子載波間干擾 (ICI） 為了消除 ICI，要求 OFDM系統(tǒng)在頻域采樣點(diǎn)無(wú)失真。 5 TDLTE 空中接口物理層技術(shù)需求分析 多址接入技術(shù) 信道估計(jì)技術(shù) 調(diào)制解調(diào) 信道編碼 關(guān)鍵技術(shù) 資源復(fù)用技術(shù) 預(yù)失真技術(shù) 自適應(yīng)技術(shù) 同步技術(shù) 干擾消除技術(shù) MIMO天線技術(shù) 6 TDLTE OFDM 技術(shù)發(fā)展概述 8 TDLTE 更寬帶寬下，為何是 OFDM技術(shù)？ 比較干凈的解決了 ISI問(wèn)題（西醫(yī)手術(shù)方案） 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單（ IFFT/FFT，無(wú)須復(fù)雜的均衡技術(shù)），造價(jià)便宜 OFDM 技術(shù) 靈活的帶寬選擇（適應(yīng)單載波寬窄帶） 頻譜利用率高 自適應(yīng)方便（子載波自適應(yīng)調(diào)制、時(shí)頻資源調(diào)度） 易于與 MIMO技術(shù)結(jié)合 缺點(diǎn)：時(shí)頻同步要求高； PAR問(wèn)題；同頻干擾協(xié)調(diào) 9 TDLTE 更寬帶寬下，為何不是 CDMA技術(shù)？ 高速數(shù)據(jù)流、擴(kuò)頻增益、呼吸效應(yīng)之間的矛盾 閉環(huán)功控對(duì)電路型業(yè)務(wù)的適應(yīng)性更好 CDMA 技術(shù) 無(wú)線信道存在時(shí)延擴(kuò)展，高速信息流的符號(hào)寬度相對(duì)較窄， 會(huì)有嚴(yán)重的 ISI，使用的信道均衡器的復(fù)雜性大大增強(qiáng) Rake接收使用的復(fù)雜性 CDMA自干擾技術(shù)在寬帶情況下本身的局限性， 特別在多用戶(hù)的情況下，系統(tǒng)優(yōu)化不理想 與 MIMO結(jié)合的實(shí)現(xiàn)算法復(fù)雜 10 Time TDLTE OFDM技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 20世紀(jì) 60年代： OFDM技術(shù)提出； User 1 2 3 4 5 One PRB Power ( code ) Frequency 6 20世紀(jì) 70年代： 使用 DFT/IDFT（ FFT/IFFT）； 20世紀(jì) 80年代： 引入循環(huán)前綴； 20世紀(jì) 90年代： PRB Bandwidth 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展； 寬帶有線 /無(wú)線接入和廣播規(guī)模應(yīng)用； PRB Timewidth 采用 OFDM的系統(tǒng) 廣播： DAB、 DVBT/H，高通的 MF、我國(guó)清華方案 00年代： 有線： ADSL/VDSL OFDM/MIMO技術(shù)； 蜂窩移動(dòng)通信組網(wǎng)技術(shù)； WPAN: UWB WLAN： 、 HIPERLAN2 WMAN： 、 HIPERMAN WiBRO、 WWAN： 、 LTE（ 3GPP）、 UMB（ 3GPP2） WRAN： IMTAd: 4G 11 TDLTE OFDM基本原理 OFDM信號(hào)產(chǎn)生 OFDM主要參數(shù) OFDM信號(hào)頻譜 保護(hù)間隔循環(huán)前綴 12 13 TDLTE OFDM技術(shù)原理 低速并行傳輸 時(shí)域方波信號(hào) 傳統(tǒng)頻分復(fù)用 正交頻分復(fù)用 高速串行數(shù)據(jù)流經(jīng)串并轉(zhuǎn)換后，分割成若 干低速并行數(shù)據(jù)流；每路并行數(shù)據(jù)流采用 獨(dú)立載波調(diào)制并疊加發(fā)送； 14 TDLTE OFDM技術(shù)原理 抗衰落與均衡 信道傳輸函數(shù) 信道傳輸函數(shù) H 2 OFDM H 1 H k ……. 頻率 OFDM對(duì)信道頻帶的分割作用 ? ? TDLTE OFDM技術(shù)原理 抗多徑時(shí)延 ISI h(t) OFDM用于地面移動(dòng)通信系統(tǒng)， 必須解決多徑時(shí)延擴(kuò)展問(wèn)題； t 多徑時(shí)延擴(kuò)展現(xiàn)象 循環(huán)擴(kuò)展 保護(hù)間隔 OFDM時(shí)域信號(hào) OFDM信號(hào)的循環(huán)擴(kuò)展保護(hù)間隔 引入循環(huán)前綴 CP（ Cyclic Prefix）； CP保護(hù)間隔長(zhǎng)于信道時(shí)延擴(kuò)展； 15 16 TDLTE OFDM技術(shù)原理 多用戶(hù)調(diào)度 下行：基于公共參考信號(hào) 上行：基于探測(cè)參考信號(hào) LTE系統(tǒng)支持最大 20MHz的信道帶寬，可以充分利用信道的頻率選擇性，獲得： 1）頻率分集增益：不進(jìn)行頻域調(diào)度； 2）頻域調(diào)度增益（多用戶(hù)分集增益）：用戶(hù)選擇最好頻域資源進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； TDLTE OFDM技術(shù)原理 基于 DFT的實(shí)現(xiàn) 17 TDLTE OFDM子載波時(shí)域圖 18 TDLTE OFDM子載波頻域圖 19 ? ? ? ? ? ? TDLTE OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì) OFDM各個(gè)子載波之間是彼此重疊、相互正交，大大提高頻譜利用率 OFDM實(shí)現(xiàn)并行傳輸，每個(gè)碼元的傳輸周期增長(zhǎng)，大大增強(qiáng)抗多徑干 擾（碼間干擾），通過(guò)增加 CP，克服碼間干擾 OFDM系統(tǒng)中，通過(guò)編碼、頻率分集、信道加權(quán)、動(dòng)態(tài)子載波分配等 技術(shù)來(lái)抵抗頻率選擇性衰落 信道估計(jì)與均衡實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單 快速傅立葉變換有效實(shí)現(xiàn)大量子載波，窄帶子載波實(shí)現(xiàn)低碼間干擾和 編碼技術(shù)結(jié)合有效減少信道衰減造成的連續(xù)誤碼 易于與其他先進(jìn)技術(shù)（如 MIMO等）相結(jié)合 20 ? ? ? ? ? ? TDLTE OFDM技術(shù)優(yōu)勢(shì)
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