LTE第三次課材料分析

1、下行信道工作過程加擾：物理層傳輸的碼字都需要經過加擾；調制：對加擾后的碼字進行調制，生成復數值的調制符號；層影射：將復數調制符號影射到一個或多個發(fā)射層中；預編碼：對每個發(fā)射層中的復數調制符號進行預編碼， 并影射到相應的天線端口;RE影射：將每個天線端口的復數調制符號影射到相應的RE上；OFDM信號生成：每個天線端口信號生成 OFDM信號。上行信道工作過程加擾：調制：對加擾后的碼字進行調制，生成復數值的調制符號；轉換預編碼：生成復數值的符號；RE影射：將復數符號影射到相應的 RE上；SC-FDMA信號生成：每個天線端口信號生成 SC-FDMA信號。一、OFDM形成為了解決低效利用頻譜資源問題，在

2、20世紀60年代提出一種思想，即使用 子信道頻譜相互覆蓋的并行數據傳輸和 FDM ,要求每個子信道內承載的信號傳 輸速率為b,而且各子信道在頻域的距離也是 b,這樣可以皮面使用高速均衡， 并且可以對抗窄帶脈沖噪聲和多徑衰落，而且還可以充分的利用可用的頻譜資 源。（OFDM的雛形）1971年，Weinstein和Ebert把離散傅里葉變換（DFT）應用到并行傳輸系統(tǒng) 中，作為調制和解調的一部分，這樣就不再利用帶通濾波器而是經過基帶處理就 可以實現(xiàn)FDM 0 （OFDM形成）20世紀80年代中期，歐洲在數字音頻廣播（DAB）方案中采用了這種并行 傳輸方法，使得OFDM開始受到關注并且得到廣泛應用。

3、20世紀80年代后，OFDM漸漸在數據音頻廣播（DAB）、數字視頻廣播 （DVB）、基于IEEE802.11標準的無限本例局域網（WLAN ）以及有線電話網上 基于現(xiàn)有銅雙絞線的非對稱高比特率數字用戶線技術（如ADSL）中得到了廣泛 應用。Wi-Fi和WiMAX技術的興起更是使得 OFDM成為一種 時髦”的技術。3GPP LTE也采用了 OFDM技術，預計未來的 B3G技術也將基于 OFDM。OFDM （正交頻分復用：Orthogonal Frequency Division Multiplexing ）是一種特殊的多載波傳輸方案，它可以被看作一種調制技術，也可以被當作一種復用 技術。OFDM

4、結合了多載波調制（MCM）和頻移鍵控（FSK）,把高速的數據流分成 多個平行的低速數據流，把每個低速的數據流分到每個單子載波上，在每個子載波上進行FSK。選擇OFDM的一個主要原因在于該系統(tǒng)能夠很好地對抗頻率選 擇性衰落或窄帶干擾。LTE系統(tǒng)下行多址方式為正交頻分多址 （OFDMA ）,上行為基于正交頻分復 用（OFDM）傳輸技術的單載波頻分多址（SC-FDMA）。見圖3.1.1OFDM的基本思想：OFDM將頻域劃分為多個子信道，各相鄰子信道相互重疊，但不同子信道相 互正交。將高速的用行數據流分解成若干并行的子數據流同時傳輸OFDM子載波的帶寬 < 信道相干帶寬”時，可以認為該信道是非頻

5、率選擇 性信道”，所經歷的衰落是平坦衰落”O(jiān)FDM符號持續(xù)時間 < 信道 相干時間”時，信道可以等效為 線性時不變； 系統(tǒng)，降低信道時間選擇性衰落對傳輸系統(tǒng)的影響。OFDM系統(tǒng)的優(yōu)點：各子信道上的正交調制和解調可以采用 IDFT和DFT實現(xiàn)，運算量小，實 現(xiàn)簡單。OFDM系統(tǒng)可以通過使用不同數量的子信道，實現(xiàn)上下行鏈路的非對稱傳 輸。所有的子信道不會同時處于頻率選擇性深衰落， 可以通過動態(tài)子信道分配充 分利用信噪比高的子信道，提升系統(tǒng)性能。OFDM系統(tǒng)的缺點：對頻率偏差敏感：傳輸過程中出現(xiàn)的頻率偏移，如多普勒頻移，或者發(fā)射機 載波頻率與接收機本地振蕩器之間的頻率偏差，會造成子載波之間正交

6、性破壞。存在較高的峰均比（PARA）: OFDM調制的輸出是多個子信道的疊加，如果 多個信號相位一致，疊加信號的瞬間功率會遠遠大于信號的平均功率，導致較大的峰均比，這對發(fā)射機PA的線性提出了更高的要求。二、介紹一下循環(huán)前綴 CP:為克服OFDM系統(tǒng)所特有的符號間干擾ISI,在OFDM符號之間插入保護 間隔，保護間隔長度大于無線信道的最大時延擴展，這樣一個符號的多徑分量不 會對下一個符號造成干擾。為了避免空閑保護間隔，由于多徑傳播造成子載波間的正交性破壞，將每個 OFDM符號的后Tcp時間中的樣點復制到 OFDM符號的前面，LTE引入了循環(huán) 前綴 CP (cyclic prefix)。CP的長度

7、與覆蓋半徑有關，一般情況下下配置普通CP ( Normal CP)即可滿足要求；廣覆蓋等小區(qū)半徑較大的場景下可配置擴展CP (Extended CP)。CP長度配置越大，系統(tǒng)開銷越大。三、OFDM&號發(fā)送接收原理解析OFDM&號發(fā)送器的原理是用戶信號以串行的方式輸入發(fā)送器， 速率為R碼字 /秒。這些碼字先被送入一個串行-并行變換器中，使用行輸入的信號以并行的 方式輸出到M條線路上。這M條線路上的任何一條上的數據傳輸速率則為 R/M 碼字/秒。該OFD則隨后被送入一個進行快速傅立葉逆變換的模塊，進行快速傅立葉 逆變換。快速傅立葉逆變換可以把頻域離散的數據轉化為時域離散的數據。由此

8、，用戶的原始輸入數據就被OFDMS照頻域數據進行了處理。計算出快速傅立葉逆 變換樣值之后，一個循環(huán)前綴被加到了樣值前，形成一個循環(huán)拓展的OFDM&息碼字。添加循環(huán)前綴技術利用的是離散線性系統(tǒng)原理中的一個概念。我們知道，在 連續(xù)時間域，兩個時域信號的卷積就等于這兩個信號頻域形式的乘積。但是，這在離散時域的情況下一般是不成立的，除非使用無限大的樣值點N或者至少一個 卷積信號是周期性的(在該情況下，信號可以被圓周卷積)。因為我們只能使用 有限的樣值點N,所以只能利用循環(huán)前綴使 OFDMW息碼在我們感興趣的時間區(qū) 內呈現(xiàn)周期性。循環(huán)拓展信息碼的樣值再次通過一個并行-用行轉換器模塊。然后按照用行

9、的方式通過信道(經過適當的濾波和調制)。在傳輸過程中，信道的沖擊響應對 時域信號造成了干擾。由于循環(huán)前綴使所傳輸的 OFDM&號表現(xiàn)出周期性，這種 卷積就成了一種圓周卷積。根據離散時間線性系統(tǒng)原理，這種圓周卷積就相當于 OFDMI號的頻率響應和信道頻率響應的乘積。接收器完成與發(fā)送器相反的操作。接收器收到的信號是時域信號。由于無線信道的影響發(fā)生了一定的變化，接收到的信號經過一個串行-并行的轉換器， 并 且把循環(huán)前綴清除掉。消除循環(huán)前綴并沒有刪掉任何信息。循環(huán)前綴中的信息是冗余的。使用循環(huán) 前綴是為了保證前面提到的卷積特性的成立。循環(huán)前綴的另外一個好處是可以消除碼問干擾。 我們要求循環(huán)前綴

10、的值比信 道內存更大一些。多徑信號引起先發(fā)信息碼字的滯后到達而影響當前信息碼字， 從而產生碼問干擾。但是，事實上，碼問干擾僅僅會干擾當前信息碼的循環(huán)前綴。 因此，使用適當大小的循環(huán)前綴就能夠使 OFD瞰術消除碼問干擾。在清除了循環(huán)前綴之后，信號將會經過一個快速傅立葉變換模塊，把信號從 時域轉變回頻域。信號經過一個并行-串行轉換模塊進行并用變換， 就完成了對 原始OFD時號的接收。為了提高OFDMJ信息傳送能力，人們對OFDMJ加載算法進行了廣泛的研究。 OFD碌統(tǒng)的每一個子信道都有兩個參數須要決定，即發(fā)送功率和數據傳輸速率。 在各個子信道之間有效地分配功率和數據就可以提高系統(tǒng)效率。此類有效地進

11、行功率和數據分配的算法被稱為加載算法。加載算法可以按照被優(yōu)化的資源和所規(guī)定的限制條件來分類。 在速率適應算 法中，大家感興趣的是在總功率的限制下， 如何使總數據傳輸速率最大化，當然 還要滿足一定的誤碼率要求。四、多徑效應（multipath effect ）：多徑效應指電磁波經不同路徑傳播后， 各分量場到達接收端時間不同，按各 自相位相互疊加而造成干擾，使得原來的信號失真，或者產生錯誤。比如電磁波 沿不同的兩條路徑傳播，而兩條路徑的長度正好相差半個波長， 那么兩路信號到 達終點時正好相互抵消了（波峰與波谷重合）。這種現(xiàn)象在以前看模擬信號電視 的過程中經常會遇到，在看電視的時候如果信號較差，就會

12、看到屏幕上出現(xiàn)重影， 這是因為電視上的電子槍從左向右掃描時，用后到的信號在稍靠右的地方形成了 虛像。因此，多徑效應是衰落的重要成因。多徑效應對于數字通信、雷達最佳檢 測等都有著十分嚴重的影響。多徑時延特性可用時延譜或多徑散布譜（即不同時延的信號分量平均功率構 成的譜）來描述。與時延譜等價的是頻率相關函數。實際上，人們只簡單利用時 延譜的某個特征量來表征。例如，用最大時延與最小時延的差， 表征時延譜的尖 銳度和信道容許傳輸帶寬。這個值越小，信道容許傳輸頻帶越寬。五、多普勒效應1、多普勒效應指出，波在波源移向觀察者接近時接收頻率變高，而在波源遠離觀察者時接收頻率變低。作業(yè)：簡述LTE中CP的作用、

13、設計原則和類型1、簡述LTE與3G技術的區(qū)別有哪些?答：(1)上下行鏈路分別選擇 OFDM廂SC-FDMAB線接入方式；(2)支持時域和頻域的調度；(3)提供點到點和點到多點傳輸的簡單信道結構；(4)簡單的RRC犬態(tài)模式(空閑模式和連接模式)；(5)減少了傳輸信道的數量(無需專用信道)；(6)MAC功能簡化(MAC實體數量、DR鄧口 DTXW通用解決方案), 由RLC子層和MAC?層提供白調度、ARCJ口 HARQ;(7)UE和aGW之間采用PDCP?層提供包頭壓縮和加密功能；(8)無壓縮模式，通過調度發(fā)送/接收的時間間隔進行測量；(9)簡化的e-UTRAN吉構(只有一類節(jié)點：eNodeB);(10)支持在SDUk平的下行數據前傳的硬切換；(11)分布式的網絡結構，列如RRCf AR®能士在eNode睢現(xiàn);(12)NAS信令終止于UE和aGW提供空閑模式的移動性處理；(13)與NAS相關的 UE識別與2G和3G系統(tǒng)相似(如：IMSI/IMEI,TMSI forMME )。2、簡述SC-FDMA信號的產生過程。答：(1)信號調制，LTE支持