LTE OFDM原理介绍

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1、普院保密二级LTEOFDM、SC-FDMA原理介绍V1.0普天信息技术研究院2010年12月20日LTEOFDM、SC-FDMA原理介绍修订历史记录日期版本文档负责人修改内容2010-12-201.0雷海林创建文档普天信息技术研究院有限公司普院保密二级第74页LTEOFDM、SC-FDMA原理介绍编制姓名签字日期电话雷海林邵振菲王丹杨名审查姓名签字日期电话审核姓名签字日期电话批准姓名签字日期电话文档评审负责人：参加评审人员：普天信息技术研究院有限公司普院保密二级第74页LTEOFDM、SC-FDMA原理介绍目录

2、1引言51.1编写目的51.2使用范围51.3参考文档51.4术语及缩略语52概述53数字信号处理相关知识介绍63.1傅里叶变换63.2信号时域、频域概念104OFDM134.1OFDM原理134.2OFDM关键技术194.3LTE下行OFDM信号处理过程355SC-FDMA475.1SC-FDMA原理475.2SC-FDMA关键技术495.3SC-FDMA、OFDM比较685.4LTE上行SC-FDMA信号处理过程696附：专题学习问题汇总72普天信息技术研究院有限公司普院保密二级第74页LTEOFDM、SC

3、-FDMA原理介绍1引言1.1编写目的本文档研究了LTE中OFDM和SC-FDMA的基本原理与关键技术，1.2使用范围此文档的读者是软件开发人员，系统设计人员。1.3参考文档略。1.4术语及缩略语表格3缩写术语表（英文缩写）（英文全称）（中文全称）OFDMOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing正交频分复用SC-FDMASingleCarrierFrequencyDivisionMultipleAccess单载波频分多址DFTDiscreteFouriorTransform

4、er离散傅里叶变换IDFTInverseDiscreteFouriorTransformer逆离散傅里叶变换FFTFastFouriorTransformer快速傅里叶变换IFFTInverseFastFouriorTransformer逆快速傅里叶变换PAPRPowe-AveragePowerRatio峰均比2概述正交频分复用(OFDM:OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing普天信息技术研究院有限公司普院保密二级第74页LTEOFDM、SC-FDMA原理介绍)是一种多载

5、波调制技术，早在20世纪60年代就已经提出了OFDM的概念，不过由于实现复杂度高，大家并不怎么关注，之后随着DFT(离散傅立叶变化)、FFT(快速傅立叶变换)的提出以及DSP芯片技术的发展，极大减少了OFDM实现复杂度和成本，OFDM逐步在通信领域得到了广泛的应用，并且成为了高速移动通信中的主流技术。OFDM使用相互重叠但正交的窄带传输数据，相比传统的多载波系统具有更高的频谱利用率。3gpp选择OFDM作为LTE下行数据传输制式。由于OFDM信号是多个子载波信号的叠加，所以存在较高的PAPR(峰均比)，对功放的

6、要求较高，不适合于上行使用，所以为了克服OFDM的缺点，3gpp在上行引入了单载波频分多址(SC-FDMA:SingleCarrierFrequencyDivisionMultipleAccess)机制，SC-FDMA是OFDM的一种修正形式，和OFDM使用多载波并行方式传输数据相比，SC-FDMA采用单载波串行方式传输数据，从而具有较低的PAPR。1数字信号处理相关知识介绍1.1傅里叶变换1.1.1概述1.1.1.1连续周期信号的傅里叶级数设x(t)是一个复正弦信号，记作，式中X是幅度，是频率，其周期。若x(

7、t)由无穷多个复正弦所组成，且其第k个复正弦的频率是的k倍，其幅度记为，则x(t)可表示为指数形式的傅里叶级数式中是傅里叶系数，其值应是有限的，且有1.1.1.2连续非周期信号的傅里叶变换设x(t)是以连续时间信号，其傅里叶变换定义为其反变换是1.1.1.3离散时间信号的傅里叶变换（DTFT）对任一序列x(n)，其傅里叶变换为普天信息技术研究院有限公司普院保密二级第74页LTEOFDM、SC-FDMA原理介绍其逆变换为：1.1.1.1离散时间周期信号的傅里叶级数(DFS)对离散周期信号，得到如下两组变换式：1.

8、1.1.2小结傅里叶级数对应的是周期信号，而傅里叶变换对应的是非周期信号；前者要求信号在一个周期内的能量是有限的，而后者要求信号在整个时间区间内的能量是有限的。综上所述，共有四种形式的傅里叶变换，如图1.1所示。图31四种形式的傅里叶变换由此图可以看出，若x在时域是周期的，那么在频域X一定是离散的，反之亦然。同样，若x是非周期的，X一定是连续的，反之也成立。第四种（即DFS）在时域和