OFDM符号时间较长,并且使用循环前缀,这使得它在对抗信道频率选择性方面非常有效。频率选择性信道会导致信号损坏,虽然可以通过接收端的均衡处理来修正,但在大带宽和复杂的多天线传输方案中,均衡处理的复杂性会变得过高,不利于实际实现。
因此,OFDM因其较低的复杂性和高鲁棒性,成为LTE的理想选择。
OFDM还为LTE提供了一些额外的优势:
频域访问: OFDM允许对频域进行访问,这为信道相关调度提供了比仅使用时域调度的3G系统更多的自由度。这意味着调度器可以根据频率选择最优的资源,从而提高传输效率。
灵活传输带宽: OFDM能够支持不同大小的频谱分配,这对于不同频段的使用来说非常重要。通过调整用于传输的OFDM子载波数量,可以灵活地适应不同的带宽需求。这种灵活性简化了终端开发,因为不论带宽如何,基带处理结构保持不变。
LTE上行传输同样使用OFDM技术,但为了提高终端侧的功率放大器效率,降低信号的立方度(指信号的功率峰值与平均值的比率),采取了特定的方法。高立方度信号会导致功率放大器效率降低,并且容易引起非线性失真。
对于上行数据传输,OFDM调制器前面增加了DFT预编码器,形成了DFT扩展OFDM(DFTS-OFDM)。该过程可以总结为:
首先,时域信号通过离散傅里叶变换(DFT)转换到频域。这一步骤将时域信号分解成不同的频率成分。然后,这些频率成分被用于OFDM调制。OFDM调制将这些频率成分映射到多个子载波上,形成OFDM符号。最后,通过逆离散傅里叶变换(IDFT),这些频率成分被转换回时域信号,以形成传输信号。
DFT预编码的主要目的,是在OFDM调制之前对信号进行预处理,以优化信号的特性。具体来说,DFT预编码通过将时域信号转换到频域,使得信号的频率成分可以被重新分配和调整,这有助于降低信号的峰值功率,平滑信号波动,从而减少立方度。
DFTS-OFDM通常用于描述LTE上行传输方案,但实际上仅用于上行数据传输。其他类型的上行传输(如控制信号),采用不同的方法来降低立方度。
使用OFDM传输的LTE上行,可以在频域上正交分离上行传输,这意味着不同终端的上行传输可以在频率上相互独立,从而避免同一小区内的上行传输干扰(即小区内干扰)。
在数据速率主要受限于终端发射功率而不是带宽的情况下,为单个终端分配非常大的瞬时带宽不是有效策略。相反,可以将总可用带宽的一部分分配给单个终端,剩余的带宽则分配给其他终端并行传输。这意味着LTE上行传输方案允许用户之间进行时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)。
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