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TD-LTE的关键技术综述

目录

TOC\o1-2\h\u9922TD-LTE的关键技术综述 1

1067.1正交频分复用(OFDM)机制 1

11476.1.1正交频分复用(OFDM)原理 1

19423.1.2正交频分复用(OFDM)与码分多址(CDMA)比较 3

20635(1)调制技术 3

22017(2)峰均功率比 4

8047(3)抗窄带干扰能力。 4

14578(4)抗多径干扰能力 4

17138(5)功率控制技术 4

14728.2多输入多输出(MIMO)技术 4

3955(2)通信速率有了很大的改善(1}10 6

14946(8)强调向下兼容。 6

3G时代主要使用的是CDMA技术，而TD-LTE则采用的是OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing技术、Multiple-InputMultiple-Output技术、高阶调制技术以及网络架构扁平化等多项前沿技术，具体如下:

.1正交频分复用(OFDM)机制

.1.1正交频分复用(OFDM)原理

LTE作为3G的下一代演进技术，其主要性能目标包括:一是高数据速率，下行峰值速率达到100Mbit/s，上行达到50Mbit/s;二是高频谱效率，下行链路为5bit/s/Hz}(3~4倍于R6HSDPA)，上行链路为2.5bit/s/Hz,(2~3倍于R6HSUPA);三是频谱灵活性，支持1.4~20MHz间的多种系统带宽;四是低延时，时延可达U-plan5ms}C-plan100ms;五是分组传送;六是向下兼容。正交频分复用(OFDM)技术是实现高数据速率传输的关键。

用正交频分复用(OFDM)调制技术，其原理是将高速数据流通过串并变换，分配到传输速率相对较低的若干个相互正交的子信道中进行传输，由于每个子信道中的符号周期会相对增加，因此可以减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的影响，并且还可以在正交频分复用(OFDM)符号之间插入保护间隔，令保护间隔大于无线信道的最大时延扩展，这样就可以最大限度地消除由于多径带来的符号间干扰(ISI)，而且一般都采用循环前缀作为保护间隔，从而可以避免多径带来的信道间干扰。

正交频分复用OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplex)是一种多载波调制方式，通过减小和消除码间串扰的影响来克服信道的频率选择性衰落。它的基本原理是将信号分割为N个子信号，然后用N个子信号分别调制N个相互正交的子载波。由于子载波的频谱相互重叠，因而可以得到较高的频谱效率。近几年正交频分复用(OFDM)在无线通信领域得到了广泛的应用。正交频分复用(OFDM)调制的原理如图2-1所示:

图2-1OFDM调制方式

当调制信号通过无线信道到达接收端时，由于信道多径效应带来的码间串扰的作用，子载波之间不再保持良好的正交状态，因而发送前需要在码元间插入保护间隔。如果保护间隔大于最大时延扩展，则所有时延小于保护间隔的多径信号将不会延伸到下一个码元期间，从而有效地消除了码间串扰。当采用单载波调制时，为减小ISI的影响，需要采用多级均衡器，这会遇到收敛和复杂性高等问题。

在发射端，首先对比特流进行正交幅度调制(QAM)或四相移相键控(QPSK)调制，然后依次经过串并变换和快速傅里叶逆变换IFFT变换，再将并行数据转化为串行数据，加上保护间隔(又称“循环前缀”)，形成OFDM码元。在组帧时，须加入同步序列和信道估计序列，以便接收端进行突发检测、同步和信道估计，最后输出正交的基带信号。

当接收机检测到信号到达时，首先进行同步和信道估计。当完成时间同步、小数倍频偏估计和纠正后，经过快速傅里叶变换FFT变换，进行整数倍频偏估计和纠正，此时得到的数据是正交振幅调制(QAM)或四相相移键控(QPSK)的已调数据。对该数据进行相应的解调，就可得到比特流。

OFDM/FDMA(频分复用/多址)技术其实是传统的技术，将较宽的频带分成若干较窄的子带(子载波)进行并行发送是最朴素的实现宽带传输的方法。但是为了避免各子载波之间的干扰，不得不在相邻的子载波之间保留较大的间隔，这大大降低了频谱效率。因此，频谱效率更高的时分复用/多址(TDM/TDMA)和码分复用/多址(CDM/CDMA;技术成为了无线通信的核心传输技术。但近几年，由于数字调制技术快速傅里叶变换(FFT)的发展，使频分复用((FDM)技术有了革命性的变化。快速傅里叶变换(FFT)允许将频分复用((FDM)的各个子载波重叠排列，同时保持子载波之间的正交性(以避免子载波之间干扰)。部分重叠的子载波排列可以大大提高频谱效率，因为相同