2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、熱點(diǎn)技術(shù)熱點(diǎn)技術(shù)基于基于OFDMA的LTE下行多址接入方案下行多址接入方案□西南交通大學(xué)信息工程學(xué)院余彩虹摘要:摘要:文章介紹了基于正交頻分復(fù)用多址(OFDMA)的長期演進(jìn)(LTE)下行鏈路多址接入方案,闡述了OFDM技術(shù)的基本原理,分析了OFDM技術(shù)的優(yōu)勢,從而引出OFDMA多址方案,并簡要介紹3GPP建議的其他下行多址接入方案。關(guān)鍵詞:關(guān)鍵詞:LTE下行多址接入OFDMOFDMA1引言引言在LTE系統(tǒng)剛剛開始時,有關(guān)多址接入方式的討

2、論就已經(jīng)進(jìn)行,其討論的范圍主要包括與OFDM技術(shù)相結(jié)合的多址方式,基于單載波頻域均衡(SCFDE)的多址方式,以及與CDMA相結(jié)合的多址方式等。3GPP經(jīng)過激烈的討論,最終決定LTE的多址方案采用下行正交頻分多址(OFDMA),上行單載波頻分多址(SCFDMA)的方式。本文主要討論基于OFDMA的下行多址接入方案。它最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠抵抗頻率選擇性衰落,同時能夠有效地提高頻譜效率。作為OFDMA技術(shù)的基礎(chǔ),正交頻分復(fù)用(OFDM)的基本思

3、想是將高速輸入的串行比特流在發(fā)送端轉(zhuǎn)化成若干并行的低速數(shù)據(jù)流,并映射到等頻率間隔的多個正交子載波上進(jìn)行傳輸。2OFDM技術(shù)的基本原理技術(shù)的基本原理OFDM是一種特殊的多載波傳輸方案,它可以被看作是一種調(diào)制技術(shù)。每個OFDM符號是多個經(jīng)過調(diào)制的子載波信號之和,其中每個子載波的調(diào)制方式可以選擇相移鍵控(PSK)或者正交幅度調(diào)制(QAM)。如果用N表示子信道的個數(shù),T表示OFDM符號的寬度,di(i=01…N1)是分配給每個子信道的數(shù)據(jù)符號,

4、fc是載波頻率,則從t=ts開始的OFDM符號可以表示為(1)????21220.5Reexp2NiNcsssiNistdjftttttTT???????????????????????????????在很多文獻(xiàn)中,經(jīng)常采用如下所示的復(fù)等效基帶信號來描述OFDM的輸出信號:(2)????2122exp2NiNsssiNistdjtttttTT?????????????????其中,式(12)的實(shí)部和虛部分別對應(yīng)于OFDM符號的同相和正交

5、分量,在實(shí)際中可以分別與相應(yīng)的余弦分量和正弦分量相乘,構(gòu)成最終的子信道信號和合成的OFDM符號。從頻域角度上看,OFDM符號的頻譜實(shí)際上可以滿足無符號間干擾的奈奎斯特準(zhǔn)則。參考圖1可見,部分重疊的子載波排列可以大大提高頻譜效率。3OFDM技術(shù)的優(yōu)勢技術(shù)的優(yōu)勢OFDM技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn):(1)頻譜利用率高OFDM系統(tǒng)中各個子載波的正交性使子信道的頻譜可以重疊,因此OFDM系統(tǒng)的頻譜利用率得到了大大提高。(2)帶寬擴(kuò)展強(qiáng)OFDM系統(tǒng)的信號帶寬取

6、決于使用的子載波數(shù)量,因此具有很好的帶寬擴(kuò)展性,但并不會明顯增加FFT尺寸帶來的系統(tǒng)復(fù)雜度。(3)抗多徑衰落通過對高速數(shù)據(jù)流進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換,每個子載波上的數(shù)據(jù)符號持續(xù)長度相對增加,因此每個子載波上的信道可以看成是平坦衰落信道,有效地對抗多徑干擾。(4)自適應(yīng)調(diào)制和動態(tài)信道分配OFDM系統(tǒng)的一個顯著特點(diǎn)是可以在不同的頻帶采用不同的調(diào)制編碼方式以更好地適應(yīng)信道的頻率選擇性。另一方面,通過動態(tài)比特分配以及動態(tài)子信道分配的方法,充分利用信噪比高的

7、子信道,從而提高系統(tǒng)性能。(5)實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)較簡單由于MIMO技術(shù)的天線之間的干擾(IAI)和符號間干擾(ISI)混合在一起,采用OFDM與MIMO相結(jié)合的技術(shù),可以降低MIMO接收和信道均衡混合處理的接收機(jī)復(fù)雜度。盡管如此,OFDM技術(shù)還存在過高的峰均功率比(PAPR)、對頻率偏移非常敏感等缺點(diǎn),這是在OFDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要特別注意的問題。4正交頻分多址(正交頻分多址(OFDMA)正交頻分多址(OFDMA)的概念類似于FDMA,是

8、在OFDM技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,應(yīng)用于下行鏈路時又可以被稱為多用戶OFDM(MultiuserOFDM)。由于OFDM技術(shù)中各個子載波之間相互獨(dú)立,每個子載波都可以被指定一個特定的調(diào)制方式和發(fā)射功率電平,所以O(shè)FDMA技術(shù)可以給每一個用戶分配符號內(nèi)部分可用的子載波。從這一點(diǎn)上來說,它和FDMA是等價的;然而OFDMA技術(shù)中各個子載波頻譜互相混疊,采用基于載波頻率正交的快速傅立葉變換(FFT)調(diào)制,由于各個載波的中心頻點(diǎn)處沒有其他載波的頻

9、譜分量,所以能夠?qū)崿F(xiàn)各個載波間的正交,并不需要在用戶之間設(shè)置保護(hù)頻帶從而避免了頻率資源的浪費(fèi)。OFDMA技術(shù)中各個用戶所使用的子載波也并不一定連續(xù),而是允許以子載波為單位任意分配,因而具有比FDMA更高的靈活性,大大提高了頻帶利用率,這在頻譜資源日益緊張的今天顯得尤為重要。5其他下行多址技術(shù)方案其他下行多址技術(shù)方案LTE下行多址技術(shù)主要是在基于OFDMA技術(shù)和基于CDMA技術(shù)之間進(jìn)行選擇。下面簡單介紹一下LTE曾考慮到其他幾種下行多址技

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