关键技术(二)：OFDM-MIMOVIP专享VIP免费

LTE知识点梳理（二）：TD-LTE系统关键技术1.1多址传输方式多址接入技术（MultipleAccessTechniques）是用于基站与多个用户之间通过公共传输媒质建立多条无线信道连接的技术。移动通信系统中常见的多址技术包括频分多址（FrequencyDivisionMultipleAccess，FDMA）、时分多址（TimeDivisionMultipleAccess，TDMA）、码分多址（CodeDivisionMultipleAccess，CDMA）、空分多址（SpaceDivisionMultipleAccess，SDMA）。FDMA是以不同的频率信道实现通信。TDMA是以不同的时隙实现通信。CDMA是以不同的代码序列来实现通信的。SDMA是以不同方位信息实现多址通信。正交频分多址接入技术（OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess，OFDMA）是后3G时代主要的一种接入技术。其基本思想是把高速数据流分散到多个正交的子载波上传输，从而使单个子载波上的符号速率大大降低，符号持续时间大大加长，对因多径效应产生的时延扩展有较强的抵抗力，减少了符号间干扰（InterSymbolInterference，ISI）的影响。通常在OFDM符号前加入保护间隔，只要保护间隔大于信道的时延扩展则可以完全消除符号间干扰。在TD-LTE系统中，下行方向上采用了OFDMA的多址方式，而上行方向，采用了具有单载波峰均比特征的SC-FDMA多址方式。2.4.1OFDM系统原理与实现（1）OFDM概念OFDM将一个宽频信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。OFDM系统允许各子载波之间紧密相临，甚至部分重合，通过正交复用方式避免频率间干扰，降低了保护间隔的要求，从而实现很高的频谱效率。OFDM原理图（2）OFDM基本特点发射机在发射数据时，将高速串行数据转为低速并行，利用正交的多个子载波进行数据传输；各个子载波使用独立的调制器和解调器；各个子载波之间要求完全正交、各个子载波收发完全同步；发射机和接收机要精确同频、同步；接收机在解调器后端进行同步采样，获得数据，然后转为高速串行；OFDM多载波传输，载波间相互重叠，具有很高的频谱利用率。（3）OFDM系统的实现OFDM实现的主要相关模块有以下三部分：1）串/并、并/串转换模块；2）FFT、逆FFT转换模块；3）加CP、去CP模块。OFDM系统实现模型1）并行传输多径效应对信号的影响，由于信号发射后受空间环境的影响，到达接收端时会造成到达的时间和信号强度的差异，到达时间的差异称为多径时延，到达的强度不同称为选择性衰落，其中在宽带传输系统中不同频率在空间的衰落是不同的，称为频率选择性衰落。多径时延会引起符号间的干扰（ISI），OFDM系统中，并行传输降低ISI。用户的高速数据流经串/并转换后变为低速码流。这样使每个码元的传输周期（T）大大增加，多径时延比码元周期小时，自干扰就相应降低。此外，并行传输时将宽带单载波转换为多个窄带子载波可以认为是水平衰落信道，每个子载波的信道相应近似无失真。2）FFT（傅里叶变换），IFFT（逆变换）对于OFDM来说，最难的还是在于如何保证各个子载波间的正交，其重要的一点就是利用了快速傅里叶变换，还有就是近代芯片运算能力的增加。傅里叶变换本身很复杂（LTE用的是快速傅里叶变换，l简单了很多），下面是个简化版的公式看公式只有当m和n相等时才会得出1，m和n不等的话就是0。这就是正交的自相关性，也就是只有自己才能解出自己，别人不行，这点很重要。下面举个例子，例如信息A在子载波m上传递，信息B在n上传递，那么当子载波重叠后，我要将A取出怎么办？可以计算下。由于A在m子载波上，所以我用去取A，都积分也就是A的m载波和m载波自相关，所以=1，而B的n载波和m载波完全不想关，所以=0。从而保证了各个子载波虽然重叠但是不会互相干扰。当使用IDFT/DFT实现OFDM调制/解调的时候，IDFT的输入是频域数据，输出是时域数据；DFT的输入是时域数据，输出是频域数据。使用FFT可以很好的实现正交变换。这样就可以用他们来携带一定的信息，在接收端用同样的子载波来运算解调出相应的数据。3）加入CP（循环前缀）众所周知，信号在空间的传递是会经过反射和折射的，那么一路信号到达接收端会变成几路，这几路会存在时延导致互相干扰，第1径第2径第1径的第2个符号...