单载波OFDMA的综述

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1、OFDMA和单载波FDMA的综述CristinaCiochinaandHikmetSari摘要关于OFDM和单载波传输的讨论始于二十世纪八十年代欧洲的数字音频广播（DAB）和数字电视广播（DVB）工程。相同的问题出现在后来的无线通信当中，并且采用TDMA的OFDM传输方式被无线局域网的IEEE802.11a协议和WiMAX的同定WiMAX系统所采用。而后，正交频分复用接入（OFDMA）被WiMAX的移动WiMAX系统所采用，最近又被3GPP采纳用于长期演进系统（LTM）的下行链路。相比之下，单载波FDMA被采

2、纳用于长期演进系统（LTM）的上行链路。在这篇综述性论文中，我们将会回顾一下一些历史上的发展过程，同时给岀一些OFDMA和单载波FDMA的发展成果。关键词：OFDM,OFDMA,SC-FDMA.1、引言正交频分复用在二十世纪五十年代被提出，在二十世纪八十年代随着欧洲数字音频广播（DAB）和数字电视广播（DVB）项目的发展又被热议。这项技术被DAB和地面电视广播（DVB・T）加以标准化。那个时期的技术性文献基本上是由参与DAB和DVB的人员所编写，这为在地面数字电视中应用OFDM留下了很小的可选择空间，特别是对

3、于移动接收。1993年，Sarietal在论文中分析了OFDM潜在的优势和缺点。另外，他也提出将采用运用频域均衡的单载波传输（SCT-FDE）技术作为一项替代技术。他在这篇论文中指出，在频率选择性多径广播信道中，一个SCT-FDE系统可以达到OFDM系统采取了缓解峰均功率比和同步问题措施的情况下所表现出來的性能。这篇论文的观点与很多学者的观点相抵触，从而引起了一段长吋间的争论，这一争论至今认为接受。在1994-1995年期间，相同的作者针对相同的问题发表了几篇其他的论文，其屮最为著名的是［3］。几年之后，SC

4、T-FDE吸引了很多的研究者，他们进一步发展了这一观点，例如，Falconeretal在均衡器中引入了判决反馈。在二十世纪九十年代，关于OFDM与SCT-FDE的争论的主要是针对广播环境下纯粹的传输问题（无线通信协会并没有参与这一讨论）。在发展地面数字广播的同时，也在发展利用卫星的数字广播（DVB-S）和光纤与电缆网（HFC）的数字广播（DVB・C）。在定义了广播部分的技术指标后，负责数字电缆电视系统的小组开始讨论交互业务的返回信道部分。-•条建议是基于简单的正交频分复用接入技术（OFDMA）的系统，这种系统

5、将为每-•个用户分配一个载波。这些载波将被锁定到一个公用的资源当中，这就意味着在传输系统中，频率空间将是符号周期的倒数。由电缆调制器传输的信号将是单载波信号，但是接收到的信号是一个OFDM信号。这条建议被DVB电缆小组否决了，但是这一提议的具体内容刊登在了1996年的⑸中，并奠定了OFDMA的基础。OFDMA这个词语就是曲这篇开创性的论文所创造出来的。在1997-1998年期间，相同的作者发表了其他的儿篇文章，例如［6］和［7］。推动OFDMA在电缆电视网的因素与影响上行链路的窄带干扰冇关。事实上，基于TDM

6、A和CDMA的系统对这种干扰非常的嫩感，并且当这一干扰超出一定的门限值时会导致系统不能运行。相比之下，在一个OFDMA系统中，电缆终端负责向电缆调制器分配资源，在这个过程中将会忽略那些受到干扰的载波，而只会分配那些冇好的信号脉冲干扰比（SINR）的载波。文献［8］屮显示了优于TDMA和CDMA的性能。多载波技术出现在通信网络的相关协议中，这些协议有用于无线局域网的IEEE802.1la标准和用于无线城域网的IEEE802.16-2004标准。在传输屮，第一次运用OFDM技术进行多址接入是建立在单纯的TDMA技

7、术之上的。这种OFDM/TDMA同样包括在IEEE802.16-2004标准屮，但是这一标准也包括另外两个物理层（PHY）,分别叫做SCT-FDE和OFDMA,并将由市场來决定。然而,为固定WiMAX系统定义了强制性框架的WiMAX论坛，决定仅仅包括OFDM/TDMA模式。IEEE802.16标准组继续他们的工作，并且在2005年发布了针对于便携和可移动业务的规范IEEE802.16e-2005规范。这套规范同样包插3个物理层，但是WiMAX论坛只是选择了OFDMA模式，导致了固定WiMAX标准和移动WiMA

8、X标准的不兼容。当3GPP开始为所谓的超3G系统（B3G）定义技术标准时，OFDMA在通信网领域有获得了一次大发展。2008年底定稿的3GPP标准的第8个版木，与先前版本中和应用于下行链路的OFDMA在技术上有很大的区别，同时与应用于上行链路的单载波的FDMA（SC-FDMA）也冇很大的区别。Z所以为上行链路选择SC-FDMA技术，主要是因为相对于OFDMA技术，该技术对SINR的需求更低。回顾完这