LTE第三次课材料分析

1、下行信道工作过程加扰：物理层传输的码字都需要经过加扰；调制：对加扰后的码字进行调制，生成复数值的调制符号；层影射：将复数调制符号影射到一个或多个发射层中；预编码：对每个发射层中的复数调制符号进行预编码， 并影射到相应的天线端口;RE影射：将每个天线端口的复数调制符号影射到相应的RE上；OFDM信号生成：每个天线端口信号生成 OFDM信号。上行信道工作过程加扰：调制：对加扰后的码字进行调制，生成复数值的调制符号；转换预编码：生成复数值的符号；RE影射：将复数符号影射到相应的 RE上；SC-FDMA信号生成：每个天线端口信号生成 SC-FDMA信号。一、OFDM形成为了解决低效利用频谱资源问题，在

2、20世纪60年代提出一种思想，即使用 子信道频谱相互覆盖的并行数据传输和 FDM ,要求每个子信道内承载的信号传 输速率为b,而且各子信道在频域的距离也是 b,这样可以皮面使用高速均衡， 并且可以对抗窄带脉冲噪声和多径衰落，而且还可以充分的利用可用的频谱资 源。（OFDM的雏形）1971年，Weinstein和Ebert把离散傅里叶变换（DFT）应用到并行传输系统 中，作为调制和解调的一部分，这样就不再利用带通滤波器而是经过基带处理就 可以实现FDM 0 （OFDM形成）20世纪80年代中期，欧洲在数字音频广播（DAB）方案中采用了这种并行 传输方法，使得OFDM开始受到关注并且得到广泛应用。

3、20世纪80年代后，OFDM渐渐在数据音频广播（DAB）、数字视频广播 （DVB）、基于IEEE802.11标准的无限本例局域网（WLAN ）以及有线电话网上 基于现有铜双绞线的非对称高比特率数字用户线技术（如ADSL）中得到了广泛 应用。Wi-Fi和WiMAX技术的兴起更是使得 OFDM成为一种 时髦”的技术。3GPP LTE也采用了 OFDM技术，预计未来的 B3G技术也将基于 OFDM。OFDM （正交频分复用：Orthogonal Frequency Division Multiplexing ）是一种特殊的多载波传输方案，它可以被看作一种调制技术，也可以被当作一种复用 技术。OFDM

4、结合了多载波调制（MCM）和频移键控（FSK）,把高速的数据流分成 多个平行的低速数据流，把每个低速的数据流分到每个单子载波上，在每个子载波上进行FSK。选择OFDM的一个主要原因在于该系统能够很好地对抗频率选 择性衰落或窄带干扰。LTE系统下行多址方式为正交频分多址 （OFDMA ）,上行为基于正交频分复 用（OFDM）传输技术的单载波频分多址（SC-FDMA）。见图3.1.1OFDM的基本思想：OFDM将频域划分为多个子信道，各相邻子信道相互重叠，但不同子信道相 互正交。将高速的用行数据流分解成若干并行的子数据流同时传输OFDM子载波的带宽 < 信道相干带宽”时，可以认为该信道是非频

5、率选择 性信道”，所经历的衰落是平坦衰落”OFDM符号持续时间 < 信道 相干时间”时，信道可以等效为 线性时不变； 系统，降低信道时间选择性衰落对传输系统的影响。OFDM系统的优点：各子信道上的正交调制和解调可以采用 IDFT和DFT实现，运算量小，实 现简单。OFDM系统可以通过使用不同数量的子信道，实现上下行链路的非对称传 输。所有的子信道不会同时处于频率选择性深衰落， 可以通过动态子信道分配充 分利用信噪比高的子信道，提升系统性能。OFDM系统的缺点：对频率偏差敏感：传输过程中出现的频率偏移，如多普勒频移，或者发射机 载波频率与接收机本地振荡器之间的频率偏差，会造成子载波之间正交

6、性破坏。存在较高的峰均比（PARA）: OFDM调制的输出是多个子信道的叠加，如果 多个信号相位一致，叠加信号的瞬间功率会远远大于信号的平均功率，导致较大的峰均比，这对发射机PA的线性提出了更高的要求。二、介绍一下循环前缀 CP:为克服OFDM系统所特有的符号间干扰ISI,在OFDM符号之间插入保护 间隔，保护间隔长度大于无线信道的最大时延扩展，这样一个符号的多径分量不 会对下一个符号造成干扰。为了避免空闲保护间隔，由于多径传播造成子载波间的正交性破坏，将每个 OFDM符号的后Tcp时间中的样点复制到 OFDM符号的前面，LTE引入了循环 前缀 CP (cyclic prefix)。CP的长度

7、与覆盖半径有关，一般情况下下配置普通CP ( Normal CP)即可满足要求；广覆盖等小区半径较大的场景下可配置扩展CP (Extended CP)。CP长度配置越大，系统开销越大。三、OFDM&号发送接收原理解析OFDM&号发送器的原理是用户信号以串行的方式输入发送器， 速率为R码字 /秒。这些码字先被送入一个串行-并行变换器中，使用行输入的信号以并行的 方式输出到M条线路上。这M条线路上的任何一条上的数据传输速率则为 R/M 码字/秒。该OFD则随后被送入一个进行快速傅立叶逆变换的模块，进行快速傅立叶 逆变换。快速傅立叶逆变换可以把频域离散的数据转化为时域离散的数据。由此

8、，用户的原始输入数据就被OFDMS照频域数据进行了处理。计算出快速傅立叶逆 变换样值之后，一个循环前缀被加到了样值前，形成一个循环拓展的OFDM&息码字。添加循环前缀技术利用的是离散线性系统原理中的一个概念。我们知道，在 连续时间域，两个时域信号的卷积就等于这两个信号频域形式的乘积。但是，这在离散时域的情况下一般是不成立的，除非使用无限大的样值点N或者至少一个 卷积信号是周期性的(在该情况下，信号可以被圆周卷积)。因为我们只能使用 有限的样值点N,所以只能利用循环前缀使 OFDMW息码在我们感兴趣的时间区 内呈现周期性。循环拓展信息码的样值再次通过一个并行-用行转换器模块。然后按照用行

9、的方式通过信道(经过适当的滤波和调制)。在传输过程中，信道的冲击响应对 时域信号造成了干扰。由于循环前缀使所传输的 OFDM&号表现出周期性，这种 卷积就成了一种圆周卷积。根据离散时间线性系统原理，这种圆周卷积就相当于 OFDMI号的频率响应和信道频率响应的乘积。接收器完成与发送器相反的操作。接收器收到的信号是时域信号。由于无线信道的影响发生了一定的变化，接收到的信号经过一个串行-并行的转换器， 并 且把循环前缀清除掉。消除循环前缀并没有删掉任何信息。循环前缀中的信息是冗余的。使用循环 前缀是为了保证前面提到的卷积特性的成立。循环前缀的另外一个好处是可以消除码问干扰。 我们要求循环前缀

10、的值比信 道内存更大一些。多径信号引起先发信息码字的滞后到达而影响当前信息码字， 从而产生码问干扰。但是，事实上，码问干扰仅仅会干扰当前信息码的循环前缀。 因此，使用适当大小的循环前缀就能够使 OFD瞰术消除码问干扰。在清除了循环前缀之后，信号将会经过一个快速傅立叶变换模块，把信号从 时域转变回频域。信号经过一个并行-串行转换模块进行并用变换， 就完成了对 原始OFD时号的接收。为了提高OFDMJ信息传送能力，人们对OFDMJ加载算法进行了广泛的研究。 OFD碌统的每一个子信道都有两个参数须要决定，即发送功率和数据传输速率。 在各个子信道之间有效地分配功率和数据就可以提高系统效率。此类有效地进

11、行功率和数据分配的算法被称为加载算法。加载算法可以按照被优化的资源和所规定的限制条件来分类。 在速率适应算 法中，大家感兴趣的是在总功率的限制下， 如何使总数据传输速率最大化，当然 还要满足一定的误码率要求。四、多径效应（multipath effect ）：多径效应指电磁波经不同路径传播后， 各分量场到达接收端时间不同，按各 自相位相互叠加而造成干扰，使得原来的信号失真，或者产生错误。比如电磁波 沿不同的两条路径传播，而两条路径的长度正好相差半个波长， 那么两路信号到 达终点时正好相互抵消了（波峰与波谷重合）。这种现象在以前看模拟信号电视 的过程中经常会遇到，在看电视的时候如果信号较差，就会

12、看到屏幕上出现重影， 这是因为电视上的电子枪从左向右扫描时，用后到的信号在稍靠右的地方形成了 虚像。因此，多径效应是衰落的重要成因。多径效应对于数字通信、雷达最佳检 测等都有着十分严重的影响。多径时延特性可用时延谱或多径散布谱（即不同时延的信号分量平均功率构 成的谱）来描述。与时延谱等价的是频率相关函数。实际上，人们只简单利用时 延谱的某个特征量来表征。例如，用最大时延与最小时延的差， 表征时延谱的尖 锐度和信道容许传输带宽。这个值越小，信道容许传输频带越宽。五、多普勒效应1、多普勒效应指出，波在波源移向观察者接近时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低。作业：简述LTE中CP的作用、

13、设计原则和类型1、简述LTE与3G技术的区别有哪些?答：(1)上下行链路分别选择 OFDM厢SC-FDMAB线接入方式；(2)支持时域和频域的调度；(3)提供点到点和点到多点传输的简单信道结构；(4)简单的RRC犬态模式(空闲模式和连接模式)；(5)减少了传输信道的数量(无需专用信道)；(6)MAC功能简化(MAC实体数量、DR邓口 DTXW通用解决方案), 由RLC子层和MAC?层提供白调度、ARCJ口 HARQ;(7)UE和aGW之间采用PDCP?层提供包头压缩和加密功能；(8)无压缩模式，通过调度发送/接收的时间间隔进行测量；(9)简化的e-UTRAN吉构(只有一类节点：eNodeB);(10)支持在SDUk平的下行数据前传的硬切换；(11)分布式的网络结构，列如RRCf AR®能士在eNode睢现;(12)NAS信令终止于UE和aGW提供空闲模式的移动性处理；(13)与NAS相关的 UE识别与2G和3G系统相似(如：IMSI/IMEI,TMSI forMME )。2、简述SC-FDMA信号的产生过程。答：(1)信号调制，LTE支持