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论文摘要：技术作为3GPPLTE上行链路多址技术，它联合了单载波调制技术、正交频率复用和频域均衡技术(FDE)，是一种新的多址技术。本文概述了SC-FDMA技术，分析了子载波分配对系统的影响以及与OFDMA、DS-CDMA技术间的联系。

论文关键词：技术研究

0引言

随着无线多媒体应用变得越来越普便，对较高数据率的迫切需求导致了需要更宽的传输带宽。然而利用较宽的带宽，信道的频率选择性衰落和码间串扰（ISI）将变得更加严重。对于一个传统的信号载波通信系统，使用时域均衡可以有效消除ISI。然而，对于一个宽带信道通信系统，由于技术的复杂性，时域滤波器去实行均衡会有很大的困难。

多载波技术是消除宽带信道频率选择性衰落的有效方法，即把整个信道再细分为更小的子带宽或子载波。正交频分复用（OFDM）是一种多载波调制技术，它使用正交的子载波去传递信息。在频域，因为子载波的带宽被设计成比相关带宽小，各个子信道可被看成是一个平坦的衰落信道，它简化了信道均衡过程。在时域，通过把高速的数据流转换为在并行传输的多个低速的数据流，由此OFDM解决了宽带通信中存在的ISI问题。

然而OFDM具有多载波系统固有的高峰均比（PAPR）特性，提高了系统成本，降低了系统的功率利用率。对于下行链路而言，基站作为信号发射端，可以容忍较高的功放成本和发射功率，但在上行链路中，终端设备作为信号发射功率增大会减小终端电池寿命，从而增加了终端设备成本。因此，为避免OFDM的上述缺点，在不改变OFDM系统传输结构基础上降低OFDM信号的PAPR，提出了备受关注的新型的多址技术，即SC-FDMA。

SC-FDMA（Single-CarrierFrequencyDivisionMultipleAccess），全称叫做单载波频分多址技术，该技术联合了传统的频分多址技术和单载波传输方案，并且具有动态的带宽分配功能，已经成为了LTE上行传输的方案。SC-FDMA技术相比于多载波传输技术OFDMA，它能够有效地降低发射信号的峰均比（PeaktoAveragePowerRatio，PAPR），从而相应地提高了功放的效率和增加了小区的覆盖面积。

1．1SC-FDMA概述

SC-FDMA是在OFDMA的基础上，增加了DFT/IDFT模块，因此SC-FDMA也称为DFT扩展正交频分复用（DFT-S-OFDM）。SC-FDMA与OFDMA的发射和接收框架如图1所示。发射机的输入和接收机的输出是复调制信号。实际的系统根据信道质量动态地采用调制技术，如在弱信道上采用BPSK调制，在强信道上使用64-QAM调制。

时域的数据码元在OFDMA调制前通过DFT被变换为频域码元。多用户正交性是由于各个用户在频域占用不同的子载波，类似于OFDMA的情况。因为整个发射信号是单载波信号，与OFDMA产生多载波信号的情况比较，其固有的PAPR较低。

图1SC-FDMA与OFDMA系统架构

SC-FDMA系统的发射机首先把调制码元按块分组，每个块有N个码元。接着执行N点的DFT产生输入码元的频域信号。然后各个N点DFT输出映射到M（N)个正交子载波上进行发射。如果N=M/Q和所有的终端都发射每块N个码元，那么系统就能处理Q个同时发射无信道间干扰的传输。Q是码元序列带宽扩展因子。

发射机在发射前得执行另外两个信号处理操作。插入参考码元集作为循环前缀（CP)，目的是提供保护间隔阻止由多径传播引起的块间干扰（IBI）。发射机同时也执行线性滤波操作称为脉冲成形，目的是削减带外信号能量。通常，CP是复制码元块的最后的部分，它被添加于各个码元块的开头部分。有如下原因：首先，CP作为连续的两个块之间的一个保护间隔。如果CP长度长于信道最大时延，或者直率地说，信道脉冲响应的长度，此时将没有IBI。其次，由于CP是码元块最后部分的复制，它将转换离散时间线性卷积为离散时间圆卷积。因而发射数据通过信道的传播可被认为是在信道脉冲响应和发射数据块之间的圆卷积，在频域它是DFT频率抽样的逐点相乘。

接收机通过DFT转换接收信号到频域，从子载波上解映射，然后执行频域均衡。多数的时域均衡技术，例如最小平均平方误差（MMSE）均衡，判决反馈均衡（DFE）和turbo均衡，都能应用于频域均衡技术。均衡后的码元通过IDFT变换到时域，然后在时域进行检测和译码。

1．2子载波映射方式

子载波映射模块用于确定应如何将DFT输出的频域采样映射到输入IFFT的子载波上，并在哪些子载波上填0。如图2所示，假设需要在相邻的DFT频域采样之间输入L-1个0。当L=1时，即将频域采样映射到连续的子载波上时，系统产生LocalizedSC-FDMA信号，此时系统会在DFT频域采样没有占用的高端和低端子载波上填0，如图