适应未来发展的正交频分复用(OFDM)技术

1、Conclusion2nd priority initiatives12345Evaluate whether offer DT store more margin is possibleTogether with other strong brands, communicate “Unilever” company brand moreOptimize our promotion pack allocation policyOptimize island display in Northern area, pay more attention to season differencesAdd

2、 more POSMs to more outlets. Using multiple ways to communicate with consumers欢迎指导！适应未来发展的OFDM技术主要内容传统传统 OFDM1 矢量矢量 OFDM2F-OFDM 31.传统OFDM在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽要宽得多。为了充分利用信道的带宽，就可以采用频分复用的方法。OFDM将高速率的串行数据转换为若干低速率数据流每个低速数据流对应一个载波进行调制，组成一个多载波的、同时调制的并行传输系统。 1.传统OFDM缺点：(1)频谱零点 当无线传输信道出现频谱零点时，OFDM若

3、干个子载波在均衡后就只留下电平极高的噪声,其携带的数据完全丢失系统出现严重的性能恶化。(2)所需线性范围宽 OFDM系统峰值平均功率比大，对非线性放大敏感，调制系统对放大器的线性范围要求更高。(3)对相位噪声和载波频偏十分敏感 整个OFDM系统对各个子载波之间的正交性要求格外严格，任何一点小的载波频偏都会破坏子载波之间的正交性引起ICI。 研究背景： 1. ISI 信道可能存在频谱零点，影响传统OFDM的性能。 2. 信道抽头数越多，传统OFDM的循环前缀长度会更长。 2.矢量 OFDMS/P去去CP调制后的bits 分块的bits预编码 bitser S/PPer Guest OSPer A

4、pplication发送端发送端接收端接收端Per Service均衡均衡N点IFFTMultiply G(z)Row by rowN-点点FFT加CP矢量化传输bits P/S H(z)解调解调判决判决2.矢量 OFDM ()( )0K KMKKIG zG/L M以K个符号为单位进行分组， 生成 Kx1 的向量生成Mx1的向量 为了解决这两个问题，给出一种基于预编码的矢量正交频分技术。这种方法将经过星座图映射后的符号，经过串并转换后以K个符号为单位进行分组， 生成Kx1的向量经过分组后，将己分组 乘以一个MK(MK)的预编码矩阵 ,得到编码后的Mx1向量符号 2.矢量 OFDM( )mxn(

5、 )( )mmxnGxn2.矢量OFDM 接下来对将N个 组合到一起，构成一个MxN的矩阵并进行矢量IFFT。 然后，在做完IFFT变换后的矩阵 加入列向量循环前缀得到其中 之后将加入循环前缀的数据做并串转换后进入信道，接收端接收到信号并去除循环前缀。 011( ),( )( )Nz n z nzn1011( )( )( ),( )( )NNN Lznzn z n z nzn2.矢量OFDM 之后将加入循环前缀的数据做并串转换后进入信道，接收端接收到信号并去除循环前缀得到 对每一行做矢量FFT，得到 ( )mynm( )( )( )mmmynH xnwn2.矢量OFDMv m( )( )( )

6、mmmynH xnwn( )mwnmexp( 2/)( )|,0,11zjm NHH zmN1( )();0,11klh zh Mlk zkMmHmH2.矢量OFDM最后用ML检测方法得到估计值其中 表示伪逆运算。通过比较 与原来矢量化的数据进行BER分析。 ( )mxn( )()( )mmmxnHyn1()() ()TTmmmmHHHHPer Service示例：假设M=2,K=1,N=4，CP长 L=2.信道为 预编码器 G 为分块bits编码后bitsIFFT之后0.8,0.6h10G 1234(1)(2)(3)(4)xxxxxxxx112341234210(1)(2)(3)(4)000

7、0 xG xxxxxxxxxxxxx 1122()(1)(3)(5)(7)()0000zIFFT xzzzzzIFFT x2.矢量 OFDMPer Guest OSPer ApplicationPer Service加CP后之后进行串并转换，得到和信道 进行卷积，并去除CP得到做IFFT后得到根据前面的公式，可以得到 (7)(1)(3)(5)(7)( )00000zzzzzz n(7)0 (1)0(7)0zzz(1 )( 2 ) hhh(3)(5)(7)(9)( )(4)(6)(8)(10)rrrrr nrrrr(3)(5)(7)(9)( )(4)(6)(8)(10)yyyyy nyyyy0.

8、80.6*exp(j*2*pi*k/fftsize)H =,0,1,2,30.60.8kk2.矢量 OFDMPer Guest OSPer ApplicationPer Service因为K=1，所以我们取该矩阵的第一列，并计算得到他的伪逆之后做LS估计得到最后和一开始的 进行比较。 (H )0.80.6k( )(H )( )(1)(2)(3)(4)kkkx ny nxxxx(1)(2)(3)(4)xxxx2.矢量 OFDMPer Guest OSPer ApplicationPer Service研究背景 在2015年移动通信大会上，华为发布了面向5G的新空口，并展出了涵盖基础波形、多址方式

9、、信道编码、双工模式等在内的系列化5G空口候选新技术。几乎所有客户都对灵活自适应的空口波形技术F-OFDM(Filtered OFDM)和成倍提升频谱效率的多址技术SCMA(Sparse Code Multiple Access)兴趣盎然。 5G时代的应用将空前繁荣，不同应用对空口技术要求也是复杂多样的，因此最重要的当然是灵活性和应变能力，一个统一的空口必须能解决所有问题，灵活适配各种业务 而F-OFDM正是构建5G自适应新空口的基础。它能有效解决OFDM不够灵活的缺点。3.F-OFDMPer Guest OSPer ApplicationPer Service3.F-OFDM传统OFDM的时

10、域资源分配方式。子载波带宽确定之后，其时域Symbol的长度、CP长度等也就基本确定。设计原理Per Guest OSPer ApplicationPer Service3.F-OFDM把系统的时域资源理解成一节车厢！Per Guest OSPer ApplicationPer Service3.F-OFDM可以看到F-OFDM能为不同业务提供不同的子载波带宽和CP配置，以满足不同业务的时频资源需求。通过优化滤波器的设计，可以把不同带宽子载波之间的保护频带最低做到一个子载波带宽。Per Service3.F-OFDM框架对比Per Guest OSPer ApplicationPer Serv

11、ice3.F-OFDM优点：(1)能与不同的OFDM原始波形共存。(2)每个特定的子频带有不同的循环前缀。(3)支持异步OFDM传输。(4)所有的OFDM天线系统的解决方案同样适用于F-OFDM。Per Guest OSPer ApplicationPer Service3.F-OFDM 前面我们通过F-OFDM已经实现了在频域和时域的资源灵活复用，并把保护带宽降到了最小，为了进一步压榨频谱效率，我们可以进一步压榨空域和码域资源。 基于在LTE时代提出的空域的MIMO技术，华为提出第二个核心技术SCMA(Sparse Code Multiple Access)，正是采用这一思路，引入稀疏码本，

12、通过码域的多址实现了频谱效率的3倍提升，下面我们来详细探究一下。Per Guest OSPer ApplicationPer Service3.F-OFDM F-OFDM已经实现了火车座位(子载波)根据旅客(业务需求)进行了自适应，进一步提升频谱效率就是需要在有限的座位(子载波)上塞进更多用户。 这就涉及SCMA的第一个关键技术低密度扩频，把单个子载波的用户数据扩频到4个子载波上，然后6个用户共享这4个子载波(参见下图)。Per Guest OSPer ApplicationPer Service3.F-OFDM 但是4个座位(子载波)塞了6个用户之后，乘客之间就不严格正交了无法再通过座位号(

13、子载波)来区分乘客，多用户解调存在困难。 我们就用到了SCMA第二个关键技术，叫做高维调制。我们通过高维调制技术，使得多用户的星座点之间欧氏距离拉的更远，多用户解调和抗干扰性能大大增强。 每个用户的数据都使用系统分配的稀疏码本进行了高维调制，而系统又知道每个用户的码本，就可以在不正交的情况下，把不同用户最终解调出来。总结1.抗窄带干扰性很强抗窄带干扰性很强2.抗衰落能力强抗衰落能力强1.能与不同的能与不同的OFDM原始波形共存原始波形共存2.灵活性和应变能力强灵活性和应变能力强3.SCMA技术技术1.去除频谱零点去除频谱零点2.减小减小CP长度长度参考文献(1) Precoded and Ve

14、ctor OFDM Robust to Channel Spectral Nulls and With Reduced Cyclic Prefix Length in Single Transmit Antenna Systems，Xiang-Gen Xia，IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS, VOL. 49, NO. 8, AUGUST 2001 ；(2）New Precoding for Intersymbol Interference Cancellation Using Nonmaximally Decimated Multirate Filterbank