毕业设计文献阅读报告
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通信工程学院
毕业设计文献阅读报告题目：LTE系统的峰均比研究
专业：通信工程
学号：20111723
学生姓名：陈婉迪
指导教师姓名：迟学芬
指导教师职称：教授
日期：2015年 1 月12 日
通过阅读36.211协议，我对LTE 上行物理信道有的新的理解与认识。具体从以下三个方面进行总结。
1 LTE 系统帧结构
LTE 系统上、下行链路都以无线帧结构进行传输，每帧长度为10ms ，共包含20个时隙即10个子帧，每一个时隙为0.5ms 。因为LTE 在数据传输延时方面要求很高，要求单向延时小于5ms ，所以LTE 系统必须采用很小的的子帧长度（TTI ）。TS36.211协议标准规定了一个TTI 为1ms 。
目前LTE 物理层共有两种类型的帧结构（Type1和Type2），其中Type1类型的帧结构如图1.1所示，主要适用于频分双工（FDD ）。在FDD 中，10个子帧既可以用于下行传输也可以用于上行传输，上、下行传输是按频域进行隔离的。对于Type2类型的帧结构如图1.2所示，仅适用于时分双工（TDD ）传输模式，其主要是由常规子帧和特殊子帧组成的。LTE TDD 支持5ms 和10ms 的上、下行切换周期。如果LTE 系统采用5ms 为上、下行链路周期转换点时，那么每帧的第一子帧和第六子帧仅用于下行传输，其他子帧既可以作为下行子帧进行传输也可以作为上行子帧进行传输，而特殊子帧则会存在前后两个半帧中。如果上、下行链路的周期转换点采用10ms ，那么特殊子帧就仅存在于第一帧的前半帧中。本文接下来的分析，只针对第一种类型的帧结构。
………………#0#1#2#3#18#19
One subframe
One slot
One radio frame,
图1.1 基于FDD 的LT E 帧结构
第四章 LTE 上行物理信道峰均比性能分析
Subframe#0Subframe#2Subframe#3Subframe#4Subframe#5
Subframe#7Subframe#8Subframe#8
One half-frame
One slot
One subframe
DwPTS
GP
UpPTS DwPTS GP UpPTS
One radio frame,
图1.2 基于TDD 的LT E 帧结构
1.1 LTE 系统的关键技术
目前，OFDM 技术已经成为了LTE 系统的核心技术，而SC-FDMA 技术同样也是LTE 系统的关键技术之一。SC-FDMA 技术是一种使用单载波调制和频域均衡的技术，与
OFDMA 具有相似的复杂度，但其拥有相对较低的PAPR ，它们分别为LTE 系统上行和下行链路的多址接入技术。LTE 系统下行链路则采用OFDM 技术，该技术大大的改善了LTE 系统的性能，提高了系统的带宽使用效率，并将高速的数据流分配到速度较低的子载波上，大大的降低了系统的传输速度，但OFDM 技术仍然存在着PAPR 过高的问题。这一问题将会成为阻碍LTE 系统发展的因素之一，同时也会限制OFDM 技术在其他领域的应用。对于LTE 系统上行链路的SC-FDMA 技术，它度PAPR 更为敏感，而且较高的PAPR 将会降低终端电池的寿命。因此，研究PAPR 减小技术也是至关重要。本文会在后续章节继续讨论PAPR 的减小技术。
LTE 系统的另一个关键技术则是多天线技术构成的信道即MIMO 信道。LTE 系统采用MIMO 技术可以大幅度的改善了系统容量，这对LTE 系统性能的提高起到了非常重要的作用。
2.2 OFDM 技术
2.2.1 OFDM 技术基本原理
正交频分复用（OFDM ）技术已经成为了LTE 系统的核心技术，并在多个领域内使用，它与传统的多信道传输方案有所不同，主要是OFDM 技术没有为每一个子载波提供独立的滤波器和振荡器，而另一方面则是它能够更好的提高带宽利用率，并保证了子载波之间相互正交。要想进一步改善LTE 系统的性能，清楚其核心技术及OFDM 技术的基本原理是非常重要的。
OFDM 技术的基本原理就是将高速串行的比特流通过串并转换分散到多个低速正交
的子载波上进行并行传输，所以可以大幅度的降低系统的数据传输速率。数据流在经过多径衰落信道时，会导致子载波出现时延扩展现象，那么子载波在每个OFDM 符号周期内不在正交，所以在OFDM 符号之间插入保护间隔并在保护间隔内插入循环前缀是非常重要的。图2.1给出了由IFFT/FFT 实现OFDM 传输的结构简图。
编码器
串并转换
信道和噪声
积分器
积分器
积分器
并串
转换
解码器
IFFT
FFT
...
...
图2.1 OFDM 传输方案简图
2.2.2 OFDM 技术的基带实现原理
讨论了OFDM 系统的基本原理之后，我们现在来研究一下OFDM 技术的实现过程。OFDM 系统在实际应用中是通过离散的数字基带信号实现的，其主要是通过IFFT 变换和FFT 变换来实现数字信号的时频域切换。图2.2给出了OFDM 系统在发送端和接收端的数字实现原理框图。
QAM 解码器
串并变换N-点IFFT
加CP
D/A
并串变换
QAM 编码器
并串变换N-点FFT
去CP
串并变换
A/D
...
...
...
输入比特序
列
输出比特序列
...
...
...
发射机接收机
信道
图2.2 采用IFFT/FFT 的OFDM 系统的发射端和接收端原理框图
从图中可以清楚的看到采用OFDM 技术的基带实现过程，首先OFDM 发射端将数据通过QPSK/16QAM/64QAM 等方式进行调制，然后将调制后的序列进行串并转换得到了N 个并行的数据流，而后每N 个比特流经过串并转换后在通过不同的子载波进行调制。我们