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中文2180字

201x届本科毕业设计（外文翻译）

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二〇一四年三月

LTE的多址接入技术
LTE的多址接入
OFDM传输
正交频分复用（OFDM）是一种多载波传输技术，已被采纳为3gpplong长期演化（LTE）的下行链路传输方案，也可用于其他几个无线技术，例如：wimax和DVB广播技术。它的特点是在一个频域内分布着许多带有间隔的子载波△f=1/Tu其中，Tu是每个子载波的调制符号时间。如图2-1所示，“OFDM子载波间隔”。
OFDM的传输是基于块的。每个OFDM符号间隔之间，调制符号是并行发送的。调制符号可以通过调制字母表得到，如QPSK，16QAM或64QAM，对于3GPP组织LTE，子载波间隔是相等的为15kHz。另一方面，子载波的数目取决于传输带宽，在一个10MHZ的频谱分配下，600个子载波可以有序传输。当然，带宽减小了，子载波数目也相应减少，带宽增加了，子载波数目也相应增加。

图2-1OFDM子载波间隔
在OFDM传输时，物理资源经常被描述成一个时域—频域的网格坐标图。在这个坐标图里一列对应一个OFDM子载波，一行对应一个OFDM子载波。如图2-2所示，“OFDM时频网格”。
尽管子载波的频谱有重叠，但在理想情况下，是对OFDM子载波解调后不引起任何干扰的，这是因为对每一个子载波间隔的特殊选择，让它等于相应的解调符号率。

图2-2OFDM时频网格
以一定的频率fs=N×△f进行采样的OFDM信号，是该size-N的逆离散傅立叶变换（IDFT）的调制符号块a0,a1,...aN-1。因此，OFDM调制可以通过IDFT处理再到数字-模拟的转换来实现。（见图2-3，“OFDM调制”）。在实际中，OFDM调制是以快速傅立叶反变换（IFFT）方式实现简单和快速的处理，通过选择IDFTsizeN等于2m（m为整数）。在接收端，对接收信号以fs=N×△f的频率采样，高效的FFT处理是用来实现OFDM的解调和检索调制符号块a0,a1,...aN-1。（参见图2-4，“OFDM解调”）。

图2-3OFDM调制

图2-4OFDM解调
正如上面提到的，一个无干扰的OFDM信号可以解调出无任何子载波间干扰的信号。然而，在一个时间色散信道的情况下（如多径无线信道），子载波之间的正交性丢失，造成符号间干扰（ISI）。这是因为，解调器相关区间的一条路径将与不同路径的符号边界有重叠。（见图2-5，“时间的分散性和相应的接收信号”）。

图2-5次分散和相应的接收信号
要解决这个问题，使OFDM信号在无线信道传播时对时间色散完全不敏感，所谓的插入循环前缀通常被使用。如图2-6所示，“插入循环前缀”。循环前缀
插入就意味着OFDM符号的最后部分（第N个cp）被复制并且被插入到OFDM块的开始部分。因此，OFDM符号的长度从TU到TU+TCP,其中TCP=NCPTU是循环前缀的长度。作为一个结果，OFDM符号率是减少的。因此，在时间色散信道里，只要时间色散的跨度小于循环前缀的长度，子载波的正交性就能被保持。

图2-6插入循环前缀
循环前缀插入的缺点是，在整个信号带宽没有减少，OFDM符号率减少的情况下，就意味着在吞吐量方面有相应的损失。OFDM调制组合（IFFT处理），一个（分散的）无线信道，以及解调（FFT处理）可以被看作是一个频域信道。如图2-7，“频域模型的OFDM传输接收”，其中每个OFDM符号的时间期间，N个不同的调制码元被发送，每一个在相应的子载波上，在对比单一宽带载波系统时，如WCDMAwhere，每个调制符号被传输在整个带宽上。

图2-7频率的OFDM传输接收域模型
在频道k上，调制符号ak被缩放和相位转移，通过复杂的信道系数Hk（频域）。在接收端，解调后允许发送的信息准确解码。在接收端需要一个频域的信道抽头估计H0，H1，...，HN-1。这可以通过在OFDM时频网格内以一定规律的间隔插入已知参考符号来实现，有时也称作导频符号或导频器。运用参考符号的相关知识，接收机可以估计信道抽头（频域）用于解码的必要。
OFDM信号带宽
一个OFDM信号的带宽等于N×△f，这就是说：子载波数乘以子载波间隔数。另一方面，通过设置这个传输符号从一侧组相邻子载波到零，这个基带被减少到NC×△f,其中NC是非空子载波数目。然而，OFDM信号的频谱脱落到基本带宽以外的速度是很慢的，尤其比一个WCDMA信号慢的多。因此，在实际中，一个OFDM需要10%的保护间隔。这也就是说，举个例子，在一个5MHZ的频谱分配中，OFDM基本带宽NC×f大约是4.5MHZ。做一个假设，例如，为LTE选择一个15KHZ的子载波间隔，那么，在5MHZ内应对应于300个子载波。
DFTOF