理论MSCBSC每日一课第三课：LTE关键技术OFDM和MIMO

《理论MSCBSC每日一课第三课：LTE关键技术OFDM和MIMO》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第三课：LTE关键技术OFDM和MIMO概述：LTE是LongTermEvolution,大多数资料也都有介绍，是3G伙伴组织3GPP牵头制定的第四代移动通信技术。我这里特别要指出的是LTE是一个站在巨人肩膀上的技术，借鉴了很多其它通信技术的优点，如OFDM和MIMO都是借鉴的Wimax，HARQ是借鉴的CDMA,所以通信技术发展到LTE算是一个集大成者，另外随着3GPP2没落和高通宣布CDMA支持LTE的演进，LTE可以说将来有一统通信技术的趋势。背景简述：在讲LTE关键技术之前先讲讲影响通信速率的关键点吧，大家都

2、知道通信技术越发展速率越快，可是到底是哪些技术促成了速率的提升呢？下面我写一个公式:C=BxV在这里，C表示为速率，B是带宽，V是每Hz的速率，通过这个公式我们可以发现，如果想提高网络的速度有2个方法，一个是增加带宽，一个是增加频带利用率。那么LTE是如何在这两方面进行实现的呢？首先讲讲增加带宽，这个技术说起来简单但是实际上是非常复杂的，也是直接导致CDMA技术在4G被pass的原因之一。如果将一个通信技术的频谱从1.25MHz扩展到20MHz，要面临很多的问题，第一个是多载波的聚合，举个例子，你原来只需要管理个单车

3、道，现在突然给你个100车道，第一个就是协调问题，要保证不乱，其次调度问题，要保证高效，所以复杂程度大大的增加，其次是频谱特性问题，那有的人会问，干嘛要多载波聚合，直接一个载波不行了么？如果你真的搞一个20Mhz的载波，跨度那么大，频率特性就很难兼顾，包括传播特性，扩频效率等，另外包太大的话调度的精度也受影响，因此LTE选择了含正交子载波技术的OFDM技术来实现多增加带宽。其次就是增加频带利用率，在这里简单说明一下信道编码的方式，信源要最终发射必须要经过编码和调制，编码的作用是将前后的信息位建立联系并最终保证纠错，相

4、当于一种冗余，而调制的方式则是通过相位来区别更多的符号，相当于一种压缩，那么高效的编码和高阶的调制无疑会增加频谱利用率，在这点上LTE并没有多大进步，和3G一样，最高速率用的是turbo编码和64QAM调制技术，但是LTE支持MIMO也是一种增加频谱利用率的方式。所以，LTE速率的提升关键就在于OFDM和MIMO这两个技术，下面先重点讲解这两个技术。LTE关键技术：一、OFDM（orthogonalfrequentlydivisionmultiplexing）正交频分复用。OFDM原理很简单，就是将大的频谱分为若干小

5、的子载波，各相邻子载波相互重叠，相邻子载波互相正交（通过傅里叶变实现），从而使其重叠但不干扰。然后将串行数据映射到子载波上传输，实现统一调度。图1OFDM由上图可以看出，OFDM和传统的FDM多载波调制技术的区别，传统的多载波是分开的，载波之间要有保护间隔，而OFDM则是重叠在一起的，最大的一个好处就是节省了带宽，同时OFDM是统一调度，而传统的FDM是子载波分别调度，效率是不一样的。同时OFDM的子载波也不同于传统的载波，他非常小，小于信道相干带宽，这样的好处是可以克服频率选择性衰落，举个例子，1hz和1.1hz之

6、间的无线特性几乎一样，而1hz和101hz之间的无线特性就差别大了，带宽越小，衰落越一致，同理一个OFDM符号的时间也是很小的，小于相干时间可以克服时间选择性衰落，等效为一个线性时不变系统。而对于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，简单了很多），下面是个简化版的公式由于是简化版的，所以这个公式的版本还有很多，表明意思即可，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。

7、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。OFDM有很多优点，但是也有其不可克服的缺点，如由于一个OFDM符号时间和频率都很小所以对频偏比较敏感，还有由于信号重叠厉害就会需要克服较大的峰均比PARA。二、OF

8、DMA正交频分多址OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccessOFDM是一种频分技术，而OFDMA则是利用这种频分技术而实现的多址技术，很多人会搞混，举个例子说，OFDM像是数字，而OFDMA是学号，利用学好可以区分学生，但是实际讲述的时候还是很难分开讲，因为OFDMA就是基于OFDM。严格的是OFDMA=