lte系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)：ofdm(編輯修改稿)
2025-02-12 23:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 護(hù)間隔 OFDM 具有天生的抗干擾性。一般系統(tǒng) 需要時域均衡器， 符號周期短 。 50 TDLTE OFDM保護(hù)間隔 SFN 發(fā)射機(jī) B 1 微秒 = 300 米 保護(hù)間隔 符號周期 安全區(qū)域 反射 發(fā)射機(jī) A 直接路徑 接收點(diǎn) 信號 51 TDLTE 循環(huán)前綴和后綴 TI =?T +?TG Tprefix T Tpostfix βTs 52 t TDLTE CP的來源 DFT的周期性 T T T 1 Cyclic Prefix 2 Cyclic Postfix or Cyclic Suffic 3 Cyclic Prefix and Cyclic Suffic 53 TDLTE OFDM符號循環(huán)前綴 54 TDLTE 循環(huán)前綴 CP的使用會導(dǎo)致：功率損失和帶寬損失 55 frequency frequency BW BW TDLTE OFDM中的信道估計 Subframe time Subframe time 57 TDLTE OFDM 插入 “同步導(dǎo)頻” 幫助接收機(jī)鎖定在信號上 OFDM 幀 N OFDM 符號 ) time FFT 對接收機(jī) frequency 時間窗 同步信號再次導(dǎo)致了傳輸容量的損失 58 ? ? ? ? ? ? ??, ??0 ???c =? , ?? 2 59 TDLTE 信道估計算法 ????????????????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 由于定時偏移 (Timing Offset) 和載波頻率偏移（ CFO: Carrier Frequency Offset）都 會嚴(yán)重影響 OFDM性能的檢測 性能，頻率同步和時間同步對 OFDM系統(tǒng)來說是必需的 ?找出符號邊界和 最優(yōu)定時，以使載 ?糾正接收信號的 載波頻偏 ,因為任 波間干擾 (ICI)及符 號間干擾 (ISI)最小 何頻偏都會導(dǎo)致 ICI 61 ? TDLTE OFDM中的同步（ 1） FFT處理窗位置與 OFDM符號的相對關(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 OFDM符號由保護(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。如果 FFT處理窗延遲放置，則 FFT積 分處理包含了當(dāng)前符號的樣值與下一個符號的樣值。而如 果 FFT處理窗超前放置，則 FFT積分處理包含了當(dāng)前符號的 數(shù)據(jù)部分和保護(hù)時間部分。后者不會引入碼間干擾，而前 者卻可能嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。 62 TDLTE OFDM中的同步（ 2） ? 時域同步 ——確定 OFDM系統(tǒng)符號邊界，并且 提取出最佳的采樣時鐘，從而減小載波干擾 (ICI)和碼間干擾 (ISI)造成的影響。 ? 時間同步誤差將導(dǎo)致 FFT處理窗包含連續(xù)的兩 個 OFDM符號，從而引入了 OFDM符號間干擾 (ISI) ? 即使 FFT處理窗位置略有偏移，也會導(dǎo)致 OFDM信號頻域的偏移，從而造成信噪比損 失， BER性能下降 63 TDLTE OFDM中的同步（ 3） ? OFDM系統(tǒng)的時間同步需要估計以下幾個方面 的內(nèi)容： （ 1）塊的起始位置 （ 2）采樣頻率同步 （ 3）幀的起始時刻 64 FFT ? t * t TDLTE 采用循環(huán)前綴實現(xiàn) OFDM的同步 接收信號的前端信號與經(jīng)過 T 時 延，與后端信號進(jìn)行 TG時間的相 關(guān)運(yùn)算，可以表示： f =? R( ?) 2π TFFT 估計最大相關(guān)值的 相位偏移 頻率偏移 TFFT 共軛 OFDM信號 +0 TG dt 找到最大相關(guān)值 符號同步 TG R(t ) =?+0 y(t ??τ ) y (t ??τ ? TFFT )dτ?OFDM符號邊界的估計 ? =?arg max R(t ) t 65 TDLTE 采用訓(xùn)練序列進(jìn)行 OFDM同步 OFDM信號 c0 Tsample c1 Tsample …… ??Tsample cN ?1 求最大值 符號同步 在匹配濾波器輸出的相關(guān)峰值處，可以同時進(jìn)行符號同步和頻偏校正。 注意上述的匹配濾波器操作是在接收信號進(jìn)行 FFT變換之前進(jìn)行的。 因此這一同步技術(shù)與 DSCDMA接收機(jī)中的同步非常類似。 66 TDLTE OFDM中的同步（ 4） ? 頻域同步 – 系統(tǒng)估計和校正接收信號的載波偏移 – 頻偏（ CFO）主要由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的本地 振蕩器的不穩(wěn)定性造成 – 如果頻率誤差是子載波間隔的整數(shù)倍，將造 成 OFDM信號的頻譜結(jié)構(gòu)錯位，從而導(dǎo)致誤 碼率 BER為 50%的嚴(yán)重錯誤 – 如果頻率誤差不是載波間隔的整數(shù)倍，將引 入 ICI，也會造成系統(tǒng)性能的下降 67 TDLTE OFDM中的同步（ 5） ? 頻率誤差造成 OFDM系統(tǒng)產(chǎn)生載波間干擾示例 A( f ) A( f ) fn?1 fn fn+1 f fn +δ f f (a) (b) 68 TDLTE OFDM中的同步（ 6） ? OFDM系統(tǒng)的同步算法可以分為以下三類： – 基于同步導(dǎo)頻的同步算法 – 基于循環(huán)前綴（ CP）的同步算法 – 其它不需要導(dǎo)頻的盲同步算法 ? 同步算法可以在頻域或時域?qū)崿F(xiàn) ? OFDM系統(tǒng)的時頻同步處理分為捕獲和跟蹤兩個階段： – 在捕獲階段，系統(tǒng)使用比較復(fù)雜的同步算法，對較 長時段的同步信息進(jìn)行處理，獲得初步的系統(tǒng)同步。 – 在跟蹤階段，可以采用比較簡單的同步算法，對于 小尺度的變化進(jìn)行校正 69 TDLTE OFDM實現(xiàn)方式
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