《移动通信概论》课件_移动通信课件-第9章.pptx

移动通信概论;2;3;;;4G基本特征;4G基本特征;4G基本特征;LTE设计目标;LTE设计目标（续）;编号;从采用的技术方案和技术基础的渊源看，提案1、2和3是同一类，提案4和5是同一类，中国的TD-LTE-Advanced提案仅包括TDD模式，且根源于3GPP-LTERelease10beyond(LTE-Advanced)，因此，提案可以分为两大阵容：3GPPLTE-Advanced和IEEE802.16m。

最终LTE-Advanced和IEEE802.16m成为IMT-Advanced国际标准。;我国4G的产业发展首推中国移动公司的TD-LTE系统。;14;;;;18;空中接口是终端和接入网之间的接口，简称Uu接口，通常也称之为无线接口。在4G中，空中接口是终端UE和eNodeB之间的接口。空中接口协议主要是用来建立、配置和释放各种无线承载业务的。

空中接口协议栈主要分为三层两面，三层指物理层、数据链路层、网络层，两面指用户平面和控制平面。;用户平面用于执行无线接入承载业务，主要负责用户发送和接收的所有信息的处理。;控制平面负责用户无线资源的管理、无线连接的建立，业务的QoS保证和最终的资源释放。;22;4G关键技术;随着无线数据速率的不断提高，无线通信系统的性能不仅仅受到噪声的限制，更主要受制于无线信道时延扩展所带来的码间串扰。

为了传输高速数据业务，必须采用措施消除码间串扰。

经典的抗码间干扰方法是信道均衡，但在采用单载波均衡的情况下，往往要设计抽头系数很大的均衡器，这是现有技术难以支持的。

同样，在现有技术条件下，采用CDMA技术来传输高速数据业务也十分困难。;研究表明，在传输5Mbit/s以上的高速数据业务时，采用OFDM技术既能抗码间串扰，又能支持高速的数据业务，且不需要复杂的信道均衡器。因此，4G选用了OFDM技术。

OFDM的出发点是将高速的数据流分解为多路并行的低速数据流，在多个载波上同时进行传输。

对于低速并行的子载波而言，由于符号周期展宽，多径效应造成的时延扩展相对变小，码间串扰几乎就可以忽略。;;OFDM的发展简史（续）

20世纪90年代，随着DSP和VLSI技术的发展，OFDM开始得到广泛应用，如数字音频广播、非对称数字用户环路（ADSL）、无线局域网等。

近期，人们用OFDM技术解决高速信息流在无线信道中的传输问题，如4G、WLAN、HDTV等。

OFDM的基本思想

将高速数据流分解为若干个独立的低速子数据流，用这样低比特率形成的低速率多状态符号去调制相应的子载波，就构成了多个低速率符号并行调制传输系统（即多载波传输系统）。;抗多径衰落的典型方法

单载波TDMA接入

使用均衡器，如GSM中26比特长的训练序列

问题：高速数据流的符号宽度相对较窄，符号之间会存在比较严重的符号间干扰（ISI），导致需要很长的抽头系数，均衡器复杂！

单载波CDMA接入

使用扩频调制，如IS-95CDMA中的m序列

问题：在保证相同带宽的前提下，高速数据流所使用的扩频增益不能太高，导致抗多径衰落能力下降！;OFDM技术的优点

把高速率数据流通过串并转换，使得每个子载波上的数据符号持续长度相对增加，从而有效地减少多径传输的符号干扰（ISI），进而减少接收机内均衡的复杂度。;;;OFDM技术的缺点

存在较高的峰值平均功率比。

由于多载波调制系统的输出是多个子信道信号的叠加，因此如果多个信号的相位一致时，所得到的叠加信号的瞬时功率就会远远大于信号的平均功率，导致出现较大的峰值平均功率比（PAPR）。

这就对发射机内功率放大器的线性提出了很高的要求，如果放大器的动态范围不能满足信号的变化，则会导致信号畸变，使叠加信号的频谱发生变化，使系统性能恶化。;OFDM系统收发机的典型框图

;OFDM系统收发机的关键模块

串并变换

在发射端将输入串行比特流转换成并行数据，随后产生OFDM符号，在接收端执行相反的操作，从各个子载波处来的数据被转换回原始的串行数据。

子载波调制

一个符号之内包含

多个经过相移键控

（PSK）或者正交

幅度调制（QAM）

的子载波。;OFDM系统收发机的关键模块

DFT实现

傅立叶变换将时域与频域联系在一起。

DFT是有限长序列傅立叶变换的有限点离散采样。

快速傅立叶变换（FFT）仅是DFT计算应用的一种快速数学方法。

对于子载波数N比较大的系统，OFDM的复等效基带信号可以采用离散傅立叶逆变换(IDFT)实现，这极大地促进了OFDM技术的迅速发展。

下面进行简单的推导：;;;OFDM系统收发机的关键模块

循环前缀（CP，CyclicPrefix）

原理：将OFDM符号帧的最后几个码元拷贝