LTE系统中多址接入技术的PAPR研究
无线通信:多址接入技术的研究
无线通信:多址接入技术的研究摘要:5G时代对通信的要求很高,但是通信过程中无法避免环境干扰和传输介质等带来的影响,所以需要有效的方式来解决一系列通信问题,从而提高通信的质量。
多址接入的核心目标是:让接入无线网中的多个终端的通信,相互之间不产生干扰。
为了促进当代通信技术的推进,对多址接入技术进行研究是必不可少的一个环节。
关键词:多址接入、无线通信一、研究背景对多址接入技术的研究可以追溯到上个世纪60 年代,Shannon在他的论文中提出了多址接入信道这一概念[1]。
随后,Ahlswede和Liao提出将该信道一般化,分析了多种不同情况下的系统模型和容量,且着重于研究其容量值与容量的表达形式[2][3]。
在短短几十年间,人们对移动通信系统的研究日益深化,多址接入技术的更新也历经了五代。
在上世纪80年代,主要采用了频分多址(FDMA)技术的第一代移动通信系统,即1G时代正式开始了。
该技术仅能提供语音通话功能,在业务种类方面表现得十分单一。
FDMA技术给不同的用户提供不同的频率区间,这个办法相对来说易于操作实现,但因为FDMA的频谱使用效率不高,所以性价比很低。
第二代移动通信系统(2G)创建于20世纪90年代初期,为了解决1G时代频谱资源利用率过低的问题,该系统在使用时分多址(TDMA)技术的同时也配合采用了码分多址(CDMA)技术。
此时,无线通信系统以数据化的传输方式,能够支持更多的用户,并且提升了系统容量和语音质量。
在1G的基础上进步的同时,它仍存在传输速率低的问题,渐渐地无法满足变高的要求。
接着进入了3G时代,该时期的通信技术标准以CDMA2000、WCDMA和TD.SCDMA为代表,它们主要使用了码分多址(CDMA)技术。
其原理为:每个用户的码字互不相同,且对频率与时间不做限制,只需要在接收端进行译码,就可以通过相互正交的扩频码将用户区分出来。
它显著提升了系统抗衰落干扰的水平,解决了之前技术困扰的难题,因此系统容量和传输速度得以显著提升。
LTE多址技术的工作原理
LTE多址技术的工作原理
LTE的多址技术主要采用了正交频分复用(OFDM)和正交码分多址(OFDMA)两种技术。
1. 正交频分复用(OFDM):OFDM是一种将数据分割成多个低速子载波进行传输的技术。
它利用了频谱上的正交性,使得相邻子载波的频谱不会相互干扰。
OFDM将高速数据流分割成多个较低速的子载波,每个子载波上的数据信号通过时钟同步方式进行传输,这样可以提高信号的可靠性和抗干扰能力。
2. 正交码分多址(OFDMA):OFDMA是一种多用户接入技术,它可以同时为多个用户提供服务。
在OFDMA中,每个用户被分配一组正交的子载波作为通信信道,每个用户的子载波都可以独立调制和解调数据。
由于各个用户的子载波之间是正交的,所以彼此之间不会产生互相干扰。
OFDMA可以根据用户的需求动态分配不同数量的子载波给不同的用户,以实现灵活的资源分配和高效的频谱利用。
综合以上两点,LTE使用OFDM技术将频谱分割成小的子载波,然后采用OFDMA技术为多个用户分配不同的子载波,从而实现了多用户同时传输的功能。
这样可以提高系统的容量和频谱利用率,满足更多用户的需求。
同时,LTE还结合了其他的技术,如调制编码、自适应传输等,来进一步提高系统的性能和效率。
无线通信系统中的多址接入技术使用教程
无线通信系统中的多址接入技术使用教程无线通信技术在现代社会中扮演着至关重要的角色,而其中的多址接入技术更是其不可或缺的一部分。
多址接入技术是指在一个共享的无线通信信道中,实现多个用户同时进行通信的方法。
在本文中,将为您介绍无线通信系统中的多址接入技术的基本原理和使用教程。
一、多址接入技术的基本原理多址接入技术的基本原理是通过合理地分配和利用通信资源,使多个用户能够在同一时间和同一信道上进行通信,从而提高无线通信系统的容量和效率。
常见的多址接入技术有以下几种:1.频分多址(FDMA):频分多址技术将可用的频谱资源按照一定的规则进行划分,每个用户被分配一个独立的频带进行通信。
这种方法可使不同用户不受干扰地同时进行通信,但频谱利用率较低。
2.时分多址(TDMA):时分多址技术将可用的时间资源划分为一系列时隙,每个用户被分配一个或多个时隙进行通信。
这种方法能够提高频谱利用率,同时减少用户之间的干扰。
3.码分多址(CDMA):码分多址技术通过不同的扩频码将用户的数据进行编码,然后叠加在相同的频率上进行传输。
接收端通过相同的扩频码进行解码还原出原始数据。
码分多址技术具有较高的频谱利用率和较强的抗干扰能力。
二、多址接入技术的使用教程1.选择合适的多址接入技术:在实际应用中,根据不同的应用场景和需求,需要选择合适的多址接入技术。
频分多址适用于对频谱资源要求较高的场景,时分多址适用于对时隙资源要求较高的场景,码分多址则适用于对频谱利用率和抗干扰能力要求较高的场景。
2.合理分配通信资源:在应用多址接入技术时,需要合理分配通信资源,避免资源浪费和冲突。
对于频分多址和时分多址,可以根据用户数量和通信需求进行频谱和时隙的划分,保证每个用户能够获得足够的资源。
对于码分多址,需要合理设计扩频码的长度和数量,以满足用户数量和通信质量的要求。
3.实现多址接入技术的调度和控制:在实际应用中,需要对多址接入技术进行调度和控制,确保各个用户之间不会发生冲突和干扰。
LTE系统中的OFDMA和SC-FDMA技术及PAPR
LTE系统中的OFDMA和SC-FDMA技术及PAPR中文摘要本文主要介绍了OFDM(正交频分复用)技术的基本原理以及它的特点,从而引出OFDM适应4G的原因所在;阐述了OFDM系统中高峰均比的问题以及抑制PAPR的问题;最后介绍了OFDMA和SC-FDMA的原理。
关键词:OFDM;峰均比;OFDMA;SC-FDMA目录1 LTE物理层技术 (3)1.1 LTE系统物理层 (3)1.1.1 物理信道与调制 (3)1.1.2 物理层主要传输技术 (3)2 OFDM原理 (4)2.1 OFDM提出的必要性 (4)2.2 OFDM技术的基本原理 (5)3 OFDM技术中PAPR问题 (7)3.1 PAPR产生的原因 (7)3.2 降低PAPR的方法 (8)3.3 降低PAPR的仿真分析 (9)3.3.1 压缩扩展变化原理 (9)4 OFDMA (12)4.1 OFDMA的原理 (12)4.2 OFDMA的发射机和接收机 (13)5 SC-FDMA (15)5.1 SC-FDMA的原理 (15)5.2 SC-FDMA的发射机和接收机 (16)1LTE物理层技术1.1LTE系统物理层1.1.1物理信道与调制LTE 系统目前定义了5种下行物理信道: 物理下行共享信道PDSCH、物理广播信道PBCH、物理多播信道PMCH、物理控制格式指示信道PCFICH、物理下行控制信道PDCCH。
系统还定义了3种上行物理信道: 物理随机接入信道PRACH、物理上行共享信道PUSCH、物理上行控制信道PUCCH。
LTE 下行主要采用QPSK、16QAM、64QAM三种调制方式, 上行主要采用BPSK、QPSK、8PSK 和16QAM。
针对广播业务, 3GPP提出了一种独特的分层调制方式。
其基本思想是, 在应用层将一个逻辑业务分成两个数据流, 一个是高优先级的基本层, 另一个是低优先级的增强层。
在物理层, 这两个数据流分别映射到信号星座图的不同层。
OFDM移动通信技术 PAPR
OFDM移动通信技术 PAPR在当今的移动通信领域,OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)技术无疑是一项关键的核心技术。
它以其高效的频谱利用率、抗多径衰落能力强等优点,在 4G、5G 乃至未来的通信系统中都发挥着重要作用。
然而,OFDM 技术也并非完美无缺,其中一个较为突出的问题就是PAPR(PeaktoAverage Power Ratio,峰值平均功率比)过高。
那么,什么是 PAPR 呢?简单来说,PAPR 就是信号峰值功率与平均功率的比值。
在 OFDM 系统中,由于多个子载波的叠加,会导致信号在某些时刻出现非常高的峰值。
这就好比一群人一起走路,步伐不一致时,有时会出现大家同时迈大步的情况,从而导致整体的步伐出现较大的起伏。
PAPR 过高会带来一系列的问题。
首先,对于功率放大器来说,过高的峰值功率可能会使其工作在非线性区域,从而导致信号失真。
这就像一辆汽车,如果油门踩得太猛,超出了发动机的承受范围,就可能会出现故障。
信号失真会降低通信系统的性能,比如增加误码率,影响数据的准确传输。
其次,为了应对过高的 PAPR,功率放大器需要有较大的线性动态范围,这就意味着更高的成本和更大的功耗。
想象一下,如果为了能应对偶尔出现的高峰值,需要购买一个超大容量的冰箱,但平时大部分时间都用不到这么大的容量,这显然是一种浪费。
那么,为什么 OFDM 技术会出现高 PAPR 的问题呢?这主要是由于 OFDM 信号是由多个子载波叠加而成的。
每个子载波上承载着不同的数据,当这些子载波在某些时刻同相叠加时,就会产生很高的峰值。
打个比方,就像多条不同方向的波浪在某一时刻恰好汇聚在一起,形成了一个巨大的浪头。
为了解决OFDM 技术中的PAPR 问题,研究人员提出了许多方法。
其中,限幅技术是一种较为简单直接的方法。
它就像是给信号设置了一个“天花板”,当信号超过这个“天花板”时,就将其截断。
LTE上行降PAPR技术频域成形方法的研究
l= y{ s (∑ t ) l
≤∑
=
吐量是峰值发送功率(9 的函数 , 9%) 而峰值发送功率又与
PP A R与平均接收的S R的和(A R S R d )成正比, N P P + N (B ) 这 样就可以综合考虑P P A R与平均接收的S R对系统性能的 N 影响, 使比较的结果更加公平和全面。
窗函数的调节参数均是其在每种调制方式下的最优值, 即
式)当仅 ∑‰争音中每项同时 ( , 当 ( ) 一都相 , 8 且 中 s一 的
中的各项都保持 同相 , 则必须满足对 于所有的 n 与 ,
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JI 最值进步导 使和 ∑%争。 小; y取 大。一推, 得式 ( 者 (得 f ) 要 s 一 ) 调制与编码方法在整个仿真过程中是固定的, 即不考虑
假设一个由 个 调制 符 号组 成 的数据 块 经 过
量E I『 )d}近 值 正 。 此 值 率l) 《 s l 的 似 成 比 因 峰 功 yl : ( 2 t (与 t
D TS F M发射机( F-OD . 如图 1 所示) 处理后输出的信号为 Y ,
则有:
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D S 与 Ki r PW a e窗的 W与 s 参数的设置_ l l 1 如表 所示;
一
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表 1 频 域 成 形 函 数 相 关 参数
优于 R C函数。综合图2 图 3 R 、 所示的吞吐量仿真结果与 表 2中的 P P A R仿真结果 ,可以看到当吞吐量一定时 ,
表 2 不 同频 域 成 形 函 数 及 编 码 速 率 下 的 P R AP
作 为 L E上 行 的 多 址 技 术 , 一— F M 技 术 本 身 已 经具 有 很 低 的 P P 了 ,但 是 通 过 采 用 降 T D SO D A R P P 技 术 进 一 步 改 善 其 性 能在 实 际 应 用 中依 然 具 有 重 要 的 意 义 , 频域 成 形 即是 L E上 行 降 AR T P P 技 术 的 重 要 方 法 之 一 。 本文 在 L E上 行 链 路 D FSO D 系 统 模 型 的基 础 上 , 两 种 最 A R T K —— F M 从 优 频 域 成 形 函 数 评 判 准 则 人 手 , 最 有 代 表 性 的 频 域 成 形 函数 进 行 了性 能 分 析 。 真 结果 显 示 , 对 仿 对 于 两 种 最 优 频 域 成 形 函数 评 判 准 则 来 说 , 所 谓 的 “ 优 ” 不 是 绝 对 的 , 要 视 不 同 的应 用 其 最 都 而 环 境 而 定 。对 于 L E上 行 来 说 , 有 根 据 实 际 的应 用 场 合 , 适 合 该 场 合 的 最 优 频 域 成形 函 数 T 只 在 评判 准则 指导 下选 择 合 适 的频 域 成 形 函数 . 能 得 到 最 优 的 性 能 。 才
浅析LTE系统的多址方式
Abs t r ac t : Thi s p a pe r a na ly z e s t h e pr o c es s i n g p r o c e du r e s o f t h e up g o i ng a n d do wng o i ng muhi p l e-a c c e s s mo de o f L TE s y t e m,
An a l 3 y s i " s 0 n m ul t i p l i e l - a c c e s s mo d e 0 f t LTE L。 l 。 E s , y s t  ̄ e m
LI Ch o ng - y a n g ,Z HANG Xi - y un
De c . 2 0 1 3
浅析 L T E系统的 多址方式
李崇鞅,张喜云
( 湖 南邮 电职 业技 术 学 院 ,湖 南长 沙 4 1 0 0 1 5 )
【 摘 要 】 文 章通 过 对 L T E系 统 上下 行 多 址 方式 的 处 理过 程 进行 分 析 , 探讨了 L T E下行 多 址 方 式 O F D MA存 在 的 优缺 点 , 并
长沙通信职业 技术 学院学报
第 1 2 卷 第 4期 2 0 1 3 年 1 2月
J o u r n a l o f C h a n g s h a T e l e c o mmu n i c a t i o n s
TD-LTE系统中多点协作技术的研究的开题报告
TD-LTE系统中多点协作技术的研究的开题报告一、选题背景随着移动通信应用的不断普及和用户需求的不断增加,TD-LTE 系统的容量和性能问题已经成为了一个研究的热点。
多点协作技术是利用多个基站之间的协作实现无线网络容量提升和干扰抑制的一种有效技术。
因此,本文选题“TD-LTE系统中多点协作技术的研究”。
二、选题意义TD-LTE系统中多点协作技术的研究,可以提高系统的容量和覆盖范围,并且可以减少干扰,提高系统的信噪比,从而提高系统的整体性能。
在未来的通信系统中,多点协作技术将成为提高系统容量和鲁棒性的关键技术之一。
三、研究内容本文主要围绕 TD-LTE 系统中多点协作技术的原理、实现方式以及应用等方面展开研究。
具体研究内容如下:1. TD-LTE系统中多点协作技术的基本原理和模型;2. 多点协作技术的应用场景和实现方式;3. TD-LTE系统中多点协作技术的性能分析;4. TD-LTE系统中多点协作技术的实验验证。
四、研究方法本文将采用文献调研、数学建模、仿真实验等研究方法,分析和评估多点协作技术在 TD-LTE 系统中的实际应用效果和实现难度。
五、研究目标和预期成果本文的研究目标是深入探讨 TD-LTE 系统中多点协作技术的优势和实现方法,并对其性能进行分析和实验验证。
预期成果主要包括:1. 多点协作技术在 TD-LTE 系统中的优势和应用场景;2. 多点协作技术的实现方法和技术难点;3. TD-LTE系统中多点协作技术的性能分析结果;4. 实验验证结果和总结。
六、论文结构本文预计分为以下几个部分:1. 绪论,包括选题背景、选题意义、研究内容、研究方法等;2. 相关技术介绍,主要介绍 TD-LTE 系统和多点协作技术的相关知识和原理;3. TD-LTE系统中多点协作技术的应用和实现,包括多点协作技术的应用场景和实现方法等;4. 多点协作技术在TD-LTE系统中的性能分析,主要包括系统容量和干扰抑制等方面的分析;5. 实验验证部分,验证多点协作技术在TD-LTE系统中的性能表现;6. 结论和展望,对研究结果进行总结,并对未来的研究方向进行展望。
移动通信系统的多址接入方式探讨与应用
移动通信系统的多址接入方式探讨与应用摘要:从第二代移动通信系统到第三代移动通信系统,已至当前我们正在使用的第四代移动通信系统,每一代都有着鲜明而卓绝的技术创新和突破,使得移动通信在连接质量、峰值速率、连接数、误码率以及系统容量上不断提升。
其中系统容量的提升离不开多址接入技术的引入。
本篇论文将重点探讨每一代移动通信系统中的多址接入方式,并结合实际给出多址接入方式的典型应用。
关键词:移动通信;多址技术;频分多址;时分多址;码分多址1 4G与5G移动通信系统的优劣分析1.1系统容量有限,通信速度局限大当前的4G所采用的TD-LTE系统容量规模在许多方面都受到了限制。
首先是固定的配置和算法的性能本身所具有的局限性;其次,实际网络整体信道环境的闭塞拥堵和链路质量的不稳定也限制了容量规模。
4G系统容量规模的限制使得当系统存在较多用户时,通信的速率受限。
5G移动通信系统采用了超密集异构网络技术提高系统的容量。
减小小区半径,提高频谱资源复用率是未来通信网发展的趋势。
超密集异构网络技术以该趋势为宗旨,通过近距离建设低功率节点,达到一对一用户节点式服务。
1.2基站分布不均,通信网络质量差目前,中国的移动通信网络已基本实现了城市全覆盖,但一些偏远的地区仍是现有4G网络的盲区。
中国各地区经济水平发展不均导致了各地基站数量和地理位置受限,导致了目前“偏远地区无信号,城市地区信号差”现象的出现。
5G移动通信系统采用了D2D种通信技术。
D2D通信是指设备与设备之间直接进行通信的技术。
是一种基于蜂窝系统的近距离数据传输技术,它可以使信息直接在终端之间进行传输,而不需要经过基站。
2移动通信系统组成架构通信从信息的产生、发送到接收,主要涉及信源、信源编码、信道、信道编码、信宿解码,最终到达信宿。
蜂窝移动通信系统中,主要的系统构成架构是:用户移动侧设备、基站、基站控制器以及移动交换机和核心网。
其中一个基站在物理空间上的覆盖近似为六边形面积,满足该小区内用户的接入和上下行数据传输。
无线通信中的多址接入技术研究
无线通信中的多址接入技术研究在当今信息时代,无线通信已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
从手机通话到无线网络连接,从卫星通信到物联网应用,无线通信技术的广泛应用使得信息的传递变得更加便捷和高效。
而在无线通信系统中,多址接入技术起着至关重要的作用,它决定了多个用户如何在有限的无线资源上进行通信,以实现高效的数据传输和资源共享。
多址接入技术的核心目标是在多个用户之间有效地分配无线资源,使得每个用户都能够在不相互干扰的情况下进行通信。
为了实现这一目标,人们研究和发展了多种不同的多址接入技术,包括频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和正交频分多址(OFDMA)等。
频分多址(FDMA)是最早出现的多址接入技术之一。
它的基本原理是将可用的频谱资源划分为多个不同的频段,每个用户被分配一个特定的频段进行通信。
这种技术的优点是简单直观,易于实现,但缺点是频谱利用率相对较低,因为每个频段都需要一定的保护频带以防止相邻频段之间的干扰。
时分多址(TDMA)则是将时间轴划分为多个时隙,每个用户在指定的时隙内进行通信。
与 FDMA 相比,TDMA 能够在相同的频率资源上容纳更多的用户,但它需要精确的时间同步,以确保用户在正确的时隙进行发送和接收,否则会产生时隙冲突。
码分多址(CDMA)是一种基于扩频技术的多址接入方式。
在CDMA 系统中,每个用户使用一个独特的扩频码来调制其信号,这些扩频码之间具有良好的正交性。
接收端通过与相应的扩频码进行相关运算来解调出特定用户的信号。
CDMA 技术具有抗干扰能力强、频谱利用率高的优点,但实现复杂度相对较高。
正交频分多址(OFDMA)是近年来在无线通信中得到广泛应用的技术。
它结合了正交频分复用(OFDM)技术和多址接入的思想。
OFDM 将频谱划分为多个正交的子载波,每个子载波可以独立地进行调制和解调。
OFDMA 则将这些子载波分配给不同的用户,从而实现多用户接入。
无线通信网络中的多址接入技术
无线通信网络中的多址接入技术无线通信技术的飞速发展使得我们能够随时随地进行信息传输和互联网访问。
为了满足越来越多的用户需求,无线通信网络中的多址接入技术应运而生。
本文将介绍多址接入技术的原理和几种常见的实现方式。
一、多址接入技术的原理多址接入技术是指在一定的频谱资源内,多个终端设备共享同一个信道进行数据传输的技术。
其核心原理是通过合理的调度和资源分配,使得多个终端设备能够同时在同一个信道上进行通信,从而提高频谱效率和系统容量。
二、时分多址接入(TDMA)时分多址接入(TDMA)是一种基于时间分割的多址接入技术。
它将一个时间周期划分为若干个时间帧,并将每个时间帧进一步划分为若干个时隙。
不同终端设备在不同的时隙中进行数据传输,从而实现了多终端设备之间的并行传输。
TDMA的优点是简单易实现,抗干扰性能好,适用于对时延要求较高的通信场景。
三、频分多址接入(FDMA)频分多址接入(FDMA)是一种基于频率分割的多址接入技术。
它将可用的频谱资源划分为若干个不重叠的子信道,每个终端设备占用一个子信道进行数据传输。
由于子信道之间不存在重叠,不同终端设备之间的通信相互独立,从而实现了多个终端设备同时在同一信道上进行通信。
FDMA的优点是灵活性高,适用于对带宽要求较高的通信场景。
四、码分多址接入(CDMA)码分多址接入(CDMA)是一种基于码片序列的多址接入技术。
它采用不同的伪随机码片对数据进行扩频处理,使得不同终端设备之间的数据包变得相互独立,然后将扩频后的数据进行叠加传输。
接收端通过解扩频以还原原始数据。
CDMA的优点是抗干扰性能强,能够有效抑制多径干扰,适用于对信道质量要求较高的通信场景。
五、正交频分多址接入(OFDMA)正交频分多址接入(OFDMA)是一种基于频率和时间分割的多址接入技术。
它将可用的频谱资源划分为若干个子载波,并在时间上将每个子载波进一步划分为若干个时隙。
不同终端设备通过在不同的子载波和时隙上进行数据传输,实现了多个终端设备之间的并行传输。
LTE关键技术及MIMO技术在LTE中的应用
LTE关键技术及MIMO技术在LTE中的应用(一)2010-06-20 21:31班级:010791 姓名:余沛学号:01079042 e-mail:yupei753@【摘要】:随着移动通信技术的蓬勃发展,无线通信系统呈现出移动化、宽带化和IP化的趋势。
本文简单介绍了3GPP长期演进(LTE)的发展背景及其关键技术,重点分析介绍了MIMO技术在LTE中的应用,最后简要讨论了LTE的发展现状及其发展前景。
【关键字】:3GPP长期演进、时分双工、频分双工、正交频分复用、小区间干扰抑制、多入多出系统【Abstract】:With the rapid development of mobile communication technology, wireless communication system showing a mobile, broadband and IP-based trend. This article explains the 3GPP Long Term Evolution (LTE) development background and its key technology. Analyzed introduces LTE MIMO technology in the application, and finally a brief discussion of the development of LTE situation and development prospects.【Keywords】:LTE、TDD、FDD、OFDM、MIMO1. LTE的发展背景随着移动通信技术的蓬勃发展,无线通信系统呈现出移动化、宽带化和IP 化的趋势,移动通信市场的竞争也日趋激烈。
为应对来自WiMAX ,Wi-Fi 等传统和新兴无线宽带接入技术的挑战,提高3G在宽带无线接入市场的竞争力,保证3GPP未来十年的竞争力,2004年12月3GPP组织正式成立了LTE研究项目,开展UTRA长期演进(Long Term Evolution ,LTE)技术的研究,以实现3G技术向B3G和4G的平滑过渡。
3GPP LTE 中ofdma和sc-ofdma的比较
3GPP LTE OFDMA和SC-FDMA多址接入方案的研究摘要LTE在下行采用正交频分复用多址接入(OFDMA)技术,因为OFDMA具有较高的峰均功率比(PAPR)。
这对发射机功放的线性度要求较高,使得发射机成本明显增加;其次OFDMA要求子载波严格正交,因此它对频率偏移会比较敏感。
单载波频分多址接入技术(SC-FDMA)是OFDMA技术的改进,相较于OFDMA,两者的系统结构和性能比较相似,但它具有低PAPR 特性与对频率偏移不敏感的优势,并同样能在接收端应用频域均衡技术来有效对抗多径衰落的影响。
因此3GPP决定在LTE上行采用SC-FDMA技术作为多址接入方式。
本文将给出一个关于正交频分多址(OFDMA)和单载波频分多址(SC-FDMA)的概述,并对两者进行比较,利用Matlab对二者的PAPR进行了仿真,验证了SC-FDMA比OFDMA有较低的PAPR。
此外,还研究了不同均衡方式和不同信道模型下的SC-FDMA的误码性能并得出相关结论。
关键词:OFDMA;SC-FDMA;峰均功率比Study of Multiple Access Schemes in 3GPP LTEOFDMA vs. SC-FDMAABSTRACTWith the continuously developing of wireless communication technique and the users' high demands to communication, 3GPP proposed LTE (Long Term Evolution) standard as the transition from3G to 4G while LTE downlink adopts orthogonal-frequency-division-multiplexing access (OFDMA) technique, OFDMA is not suitable for LTE uplink because of its disadvantages. The first main disadvantage is that OFDM signal's peak-to-average power ratio (PAPR) is very high, which decreases the power efficiency of mobile terminal and proposes higher demands on the linearity of transmitter power amplifier, which will increase the cost of transmitter. Secondly, OFDMA requires strict orthogonality among sub-carriers,Which makes it sensitive to frequency offset. Single-carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) technique is the improvability of OFDMA techniques. Possessing the similar structure and performance as OFDMA, SC-FDMA shows the advantage of lower PAPR feature and being not sensitive to frequency offset. Besides,SC-FDMA can adopt frequency equalization technique at the receiver to overcome the influence of multi-path fading. So, 3GPP decided to adopt SC-FDMA, to be the multiple access technique in the LTE uplink.In this paper, we give an overview of both OFDMA and SC-FDMA, then draw a comparison and analysis with ing MATLAB on a combination of PAPR, verify that SC-FDMA had lower PAPR than OFDMA.we also studied different ways of balancing and SC-FDMA BER performance under different channel models and draw relevant conclusions.Key words:OFDMA;SC-FDMA;PAPR目录1 前言 (1)1.1 3GPP LTE的发展概况 (1)1.2本文的研究内容和篇章结构 (1)2 OFDM技术简介及原理 (2)2.1 OFDM技术简介 (2)2.2 OFDM系统的算法和工作原理 (2)3. OFDMA技术 (3)3.1 OFDMA技术简介 (3)3.2 OFDMA的优缺点 (3)4 SC-FDMA技术 (4)4.1 SC-FDMA的基本原理 (4)4.2 SC-FDMA子载波映射方式 (5)4.3 SC-FDMA的实现形式 (6)4.3.1.时域信号产生 (6)4.3.2 频域信号的产生 (6)4.3.3 两种实现形式的比较 (7)5 SC-FDMA与OFDMA的比较 (7)5.1 峰值平均功率比 (8)5.2仿真结果 (9)5.2.1不同调制方式下OFDMA和IFDMA系统PAPR性能仿真 (9)5.2.2不同子载波映射方式下的SC-FDMA系统PAPR性能仿真 (10)6 结论 (11)参考文献 (11)1 前言1.1 3GPP LTE的发展概况第一代移动通信系统起始于19世纪70年代,它采用频分多址(FDMA)技术的模拟移动通信系统,重要缺点是频带利用率低、保密性差、终端体积大且只能供给语音业务。
TD—LTE多址接入技术研究
TD—LTE多址接入技术研究作者:陈婷来源:《科技创新与应用》2014年第34期摘要:多址接入技术(Multiple Access Techniques)是用于基站与多个用户之间通过公共传输媒介建立多个无线通道连接的技术。
在TD-LTE系统中,下行方向上使用多路复用的OFDM技术,而上行方向,采用了具有单载波峰均比特征的DFT-S-OFDMA多址方式。
文章主要对TD-LTE系统中的多址接入技术进行了研究。
关键词:OFDMA;DFT-S-OFDM;CP尽管目前3G的各种标准和规范已冻结并获得通过,但3G系统仍存在很多不足,如采用电路交换,而不是使用纯IP方式;最大传输速率达不到2Mbps,无法满足用户对带宽日益增长的需求;多种标准难以实现全球网络融合等。
正是由于3G的上述不足催生了4G技术。
第四代移动通信系统可称为广带接入和分布式网络,其网络结构将是一个采用全IP的网络结构。
4G网络采用许多关键技术来支撑,包括:正交频率复用技术(OFDM),多载波调制技术,自适应调制和编码(AMC)技术,MIMO和智能天线技术,基于IP的核心网,软件无线电技术以及网络优化和安全性等。
TD-LTE是TDD版本的LTE技术,相比3GPP之前制定的技术标准,其在物理层传输技术方面有较大的改进。
文章将对TD-LTE系统中使用的关键技术——多址接入技术进行研究。
多址接入技术(Multiple Access Techniques)是用于基站与多个用户之间通过公共传输媒介建立多个无线通道连接的技术。
在TD-LTE 系统中,下行方向上使用多路复用的OFDM技术,而上行方向,采用了具有单载波峰均比特征的DFT-S-OFDMA 多址方式。
1 下行多址传输1.1 OFDMA技术LTE采用OFDMA(正交频分多址:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)作为下行多址方式。
在传统的FDM系统,每个子载波之间为了避免干扰,相邻载波频带之间需要更多的保护频带,频谱效率低。
通信工程中的通信系统多址接入技术研究
通信工程中的通信系统多址接入技术研究在当今高度数字化和信息化的时代,通信工程扮演着至关重要的角色。
而通信系统中的多址接入技术,更是实现高效、可靠通信的关键之一。
多址接入技术允许多个用户在同一通信信道上进行通信,同时避免相互干扰,极大地提高了通信资源的利用率。
多址接入技术的基本概念可以简单理解为如何在有限的通信资源中,让多个用户能够“有序”地进行信息传输。
这就好比在一个繁忙的会议室中,每个人都需要有机会发言,而且不能相互打断,以确保信息的有效传递。
常见的多址接入技术主要包括频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。
频分多址技术将通信信道的频谱划分为若干个互不重叠的频段,每个用户被分配到一个特定的频段进行通信。
就像不同的广播电台在不同的频率上播放节目,听众可以通过调谐到特定的频率来收听自己喜欢的电台。
这种技术的优点是简单直观,容易实现,但缺点是频谱利用率相对较低,因为每个用户都独占了一定宽度的频段,即使在不传输信息的时候,频段也被分配给了该用户。
时分多址技术则是将时间分割成周期性的帧,每一帧再分割成若干个时隙。
每个用户在指定的时隙内进行通信。
想象一下一群人轮流发言,每个人都有自己特定的发言时间段,这样就避免了同时说话造成的混乱。
时分多址技术提高了频谱利用率,但对于实时性要求较高的业务,如语音通信,可能会因为时隙分配不当导致延迟和中断。
码分多址技术则是一种更加复杂但高效的多址接入方式。
每个用户被分配一个独特的码序列,通过扩频技术将信号扩展到整个频谱。
在接收端,只有使用相同码序列的用户才能正确解调出自己的信息。
这就好比每个人都有一把独特的“钥匙”,只有用自己的“钥匙”才能打开属于自己的“宝箱”。
码分多址技术具有抗干扰能力强、频谱利用率高、容量大等优点,但实现起来相对复杂,对系统的同步要求也较高。
除了上述三种常见的多址接入技术,还有空分多址(SDMA)、正交频分多址(OFDMA)等技术。
无线通信中的多址接入技术应用研究
无线通信中的多址接入技术应用研究摘要:多址接入技术是无线通信领域中的一项重要技术,它能够实现多个用户同时共享有限的频率资源。
本文将对无线通信中的多址接入技术进行研究与分析,重点关注其应用领域以及相应的发展趋势。
通过对当前的研究成果进行综述和分析,以期为无线通信领域的技术发展提供有价值的参考。
1. 引言无线通信是当前社会信息化进程中的重要组成部分,已经成为人们日常生活和工作的不可或缺的一部分。
而多址接入技术作为无线通信领域的基础技术之一,其应用研究对无线通信的发展起着至关重要的作用。
通过多址接入技术,可以实现多个用户或终端同时使用相同的资源进行通信,有效提高了无线网络的容量和覆盖范围。
2. 多址接入技术的基本原理多址接入技术是指在同一频段内,通过不同的编码和调制方式,将多个用户的数据进行分割和重组,使得它们可以同时传输和接收数据。
常见的多址接入技术包括时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)和直接序列扩频多址(DS/CDMA)等。
3. 多址接入技术的应用领域3.1 移动通信多址接入技术在移动通信领域的应用非常广泛。
以CDMA技术为例,它在2G、3G和4G移动通信系统中得到了广泛的应用,成为全球主流的移动通信标准之一。
通过CDMA技术,可以实现多个用户同时访问基站,提高了系统的接入容量和通信质量。
3.2 无线局域网在无线局域网中,多址接入技术被广泛应用,其中最为常见的是WiFi技术。
通过WiFi技术,可以实现在相同的频段内,多个用户同时接入无线网络,实现高速的无线数据传输。
目前,WiFi技术已逐渐发展到第六代(6G)水平,带来更高的传输速率和更广的覆盖范围。
3.3 卫星通信在卫星通信领域,多址接入技术也发挥着重要作用。
由于卫星通信资源有限,如何更好地利用有限的频段资源进行数据传输成为一个关键的问题。
多址接入技术可以实现多个用户同时共享卫星通信频谱资源,提高通信系统的容量和效率。
LTE系统中多用户接入技术研究
LTE系统中多用户接入技术研究随着移动通信技术的不断发展,LTE系统已经成为了现代通信领域的主流技术之一。
在现代社会中,无论是个人还是企业,都需要进行大量的通信活动,从而需要高效可靠的通信技术来支持这些活动。
在这种背景下,LTE系统采用的多用户接入技术成为了研究的热点之一。
一、多用户接入技术的概念与分类多用户接入技术指的是一种让多个用户同时接入一个网络、进行通信的技术。
根据不同的划分标准,多用户接入技术可以分为多种类型,例如:1. 基于分时的多用户接入技术(TDMA)2. 基于码分的多用户接入技术(CDMA)3. 基于频分的多用户接入技术(FDMA)4. 基于空分的多用户接入技术(SDMA)在这些不同的接入技术中,每一种技术都有其特点与优缺点,需要在实际应用中选择最适合的接入方式。
二、 LTE系统中多用户接入技术的研究现状在LTE系统中,多用户接入技术的研究主要分为以下几个方面:1. 多小区覆盖技术此项技术主要研究多个小区之间的覆盖关系,以提高每个小区的容量和覆盖范围,从而满足更多用户的接入需求。
2. 射频信道管理技术此项技术主要研究如何合理利用射频资源,提高网络的容量和信号覆盖范围,以满足更多用户的接入需求。
3. 联合传输技术此项技术主要研究如何将多个小区之间的数据进行联合传输,从而提高网络的容量和覆盖范围,并降低传输时延。
4. 堆积模型技术此项技术主要是研究当网络中用户密度过高时,如何将用户分散开来,避免出现拥堵现象从而影响用户的接入效率。
以上这些技术的研究都是为了提高LTE系统的容量、速度和稳定性,满足更多用户的接入需求。
不同的技术适用于不同的场景,在实际应用中需要进行合理选择。
三、 LTE系统中多用户接入技术的未来发展在未来,LTE系统中多用户接入技术的研究将主要围绕以下几个方向展开:1. 5G技术的应用目前,5G技术已经逐渐成为了移动通信的主流技术,而多用户接入技术也将随之进行相应的调整。
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了有多载波调制技术的诸多优点外 ,还具有更高的频谱利
用 率 ,O D 是把 高 速 数 据 流分 散 到 多个 正 交 的 子 载波 FM
上传输 ,从而使子载波上 的符号速率大幅度降低,符号持
续时间大大加长,因而对多径效应造成的时延扩展有较强 的抵抗力 ,减小了符号问干扰的问题。通常在 O D 符 FM
O D 是一种子载波互相混叠的多载波调制技术,除 F M
可靠性大幅提升 。与 Q M 技术相结合 ,通过每个子载 A 波携带多个比特 ,L E系统 的有效性得 以保证。在宽带 T
无线接入应用中,IE 0 .1 及 IE 0 .6都基于 E E 8 2 1a E E 8 2 1
O D 技术。 FM
2 1年 第1 ・ 00 期
调 制
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图1 OF M系统发送 端结构 图 D
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TELEco M EN G| NEER I NG TEcH NI AND ST NOA RD| cs A ZATI N O
O D 信号的基带形式可以表示为 : FM
N, 1 2—
信号的叠加,调制后的用户符号被用作频域子载波的系
(=∑d 2 pj f , ) /x 丌 ) ( e
一 N/ 2 I
( 1 )
数。而 S — D C F MA是一种使用单载波调制和频域均衡的技 术,S — D C F MA系统 中调制处理后的用户符号经过 D T F 、 IF D T变 换形成发射 信号。所 以,与 O D F MA相 比 S — C F MA具有较小的 P P D A R。 从接收端检测来看,O D F MA对用户数据的检测在频域 上进行, S — D 而 C F MA对用户数据的检测是在时域进行的。
程,并给出 P P 比较结果,最后,提出减小 O D AR F MA接
人技术 P P 的必要性和 可行性 。 A R
服了单载波系统在宽带移动信道 中所面临的大延迟扩展。
与纠错码和交织技术相结合 ,O D 系统能够很好地对 F M 抗无线传输环境 中的频率选择性衰 落,使得无线链路的
2 LE T 系统 中 O D F MA接入技 术原理
电信 工程 技术与标准 化
LE T 系统 中多址 接入技术的P P研究 AR
史东 杜安源
( 国移 动通 信 集 团设 计 院 有 限 公 司安 徽 分 公 司 合 肥 2 0 0 ) 中 50 1
摘 要 本文首先介绍了L E T 系统中O D F MA、S — D 多址接入技术的原理以及信号实现过程,然后对两种多址接人方 C F MA
波,系统 中有 LX 个子载波被分配使用。如 图 2 N 所示 , 信号 (= , Ⅳ一 )为经过编码调制后的符号序列, n 0… 1
船 式中, ()为经过脉冲成型后的发送端信号。 X t
() 2
取定 L E系统带宽为 1MH ,子载波间隔为 1k z T 0 z 5H , 采样点数 为 12 ,采样 频率为 1.6 z 04 53MH ,调制方式为 O S P K,同时通信用户数为 4 ,经过上文分析的 O D F MA、 S —D C F MA信号实现过程仿真生成发送信号。仿真结果 如 图 3所 示,O D F MA系 统 的 P P A R为 89 , 而 S - .6 C
式进 行 了分 析 比较 ,验 证OF MA 入技 术  ̄P P ( 均 比 )高 于S — D D 接 AR 峰 C F MA,并给 出了仿 真结果 ,最 后 ,提 出
研究降低O D F MA系统P P 算法的必要性。 A R
关键词 LE T 系统 O D S ~ D F MA C F MA 峰 均 比
式中 为经过调制、子载波映射后的多用户符号, +
T为子载波间隔频率对应的信号周期,子载波间隔一般为
l kHz 5 。
3 T L E系统 中 S - D A接入技术原 理 C FM
S—D C F MA系统基本原理是将传输带宽分为正交的子
载波集合,并将不同的子载波集合分配给不同的用户,系 统的传输带宽可以灵活的在多用户之 间共享,同时 由于 信号在频域的正交性,有效避免 了系统中多用户之间的 干扰。
本文首先分别介绍 O D F MA、S - D C F MA接入技术的
1 引 言
根据 3 P G P协议, T L E系统下行链路采用基于 O D FM
( 正交频分复用)技术的 O D F MA接入方案 … F M 技 。O D 术将宽带信道划分为成若干个并行的窄带信道,有效克
基本原理及其在 L E系统中的实现过程,然后对两种接人 T 系统进行比较分析,用计算机仿真两种接入系统的实现过
限的移动终端侧更为显著。为了确保上行链路的覆盖范围, L E系 统在 上 行 链路 采 用 了S — D T C F MA技 术 。S — C
F MA技术在本质上是一种单载波技术 ,但是接收机可采 D 用与 O D F M相似的频率均衡技术 ,不仅具备与 O D 一 FM
样的低复杂度 的优点 ,同时具有低 P P 。因此,相对 A R 于OD F MA多址接入技术 S — D C F MA技术更加适用于终 端。在 L E系统中,基站侧下行采用 O D T F MA接入技术, 终端侧上行采用低 P P A R的 S — D C F MA接人技术。
号前加入保护间隔 ( P ,只要保护间隔大于信道的时延 C ) 扩展 ,符号间干扰几乎可以忽略 [ F M 系统结构如图 4 1 。O D
l 所示 。
然而,多载波技术的普遍缺点是高峰均 比 (A R) PP ,
这使得 射频 放大器 的功率 效率 很不理 想 ,对 信号 发送 端 的 功放提 出了很高 的要求 。O D 技术 的这一 缺点在功 率受 F M
5 LE T 系统 中多址接入技术的 P P A R仿真
发送信号 的 P P A R决 定了发送端对功率放大器 的指 标要求,进而影 响到发送端电源需求、设备 的成本等。
P P A R计 算公式如下 :
图2 S - D 为 C F MA系统发送端的结构图 。假定 L E T 系统中同时有 个用户进行通信 ,每个用户分配Ⅳ 个子载