基于LTE的單載波頻分多址調(diào)制技術(shù)研究

摘要：針對(duì)移動(dòng)通信中，對(duì)于手持終端能耗的要求較高的特點(diǎn)，單載波頻分多址作為一種單載波調(diào)制方式，以其與生俱來(lái)的優(yōu)點(diǎn)，被3GPP LTE標(biāo)準(zhǔn)采用為上行調(diào)制方式。該文對(duì)單載波頻分多址進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，對(duì)3GPP相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解析，簡(jiǎn)要說(shuō)明了在LTE上行信道中的編碼調(diào)制方式和幀結(jié)構(gòu)，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行仿真，給出仿真信號(hào)頻譜，在峰均比性能上與OFDM進(jìn)行了對(duì)比，說(shuō)明了單載波頻分多址在峰均比方面與OFDM比較，可以將峰均比提高2個(gè)單位以上，滿足移動(dòng)通信中低功率的要求。
關(guān)鍵詞：LTE；單載波頻分多址；峰均比；3GPP標(biāo)準(zhǔn)；幀結(jié)構(gòu)

在第三代移動(dòng)通信的發(fā)展過(guò)程中，隨著R99、R4、R5、R6和R7各個(gè)系統(tǒng)版本技術(shù)規(guī)范的發(fā)布，第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP：3rd Generat-ion Partnership proiect)作為WCDMA和TD—SCDMA這兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作的主要組織，為基于CDMA技術(shù)的第三代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮了重要的作用，近年來(lái)這些系統(tǒng)逐漸進(jìn)入了商用的進(jìn)程。2004年11月，根據(jù)眾多移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商、制造商和研究機(jī)構(gòu)的要求，3GPP通過(guò)了關(guān)于“Evolved UTRA and UTRAN”，又稱為L(zhǎng)ong Term Evolution(LTE)即“3G長(zhǎng)期演進(jìn)”的立項(xiàng)工作。LTE在2005年12月召開(kāi)的技術(shù)規(guī)范組無(wú)線接入網(wǎng)(TSGRAN)第30次全會(huì)上，最終決定物理層可行性研究技術(shù)將集中在上行單載波頻分多址(SC—FDMA，Single Carrier Frequency Division Multiple Access，如DFT—S—OFDM，DFT Spread OFDM)和下行正交頻分多址(OFDMA，Orthogonal Frequency Division Multiple Access)上。
SC—FDMA是一種單載波調(diào)制方式，基本的處理方法可分為DFT-S-GMC和DFT—S—OFDM，其中，3GPP標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定采用DFT-S-OFDM方式，即DFT擴(kuò)展的OFDM方式，這種方式將每個(gè)載波能量分配到每個(gè)時(shí)隙中，可有效的降低峰值平均功率比。本文首先介紹了在3GPP標(biāo)準(zhǔn)下所規(guī)定的幀格式，調(diào)制編碼方式對(duì)于相同的信號(hào)源，本文分別進(jìn)行了SC—FDMA和OFDM的MATLAB仿真，并比較得出結(jié)論。

1 SC-FDMA編碼原理
SC—FDMA和OFDMA的相似之處包括，基于數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)調(diào)制和處理，傳輸帶寬到窄帶的分集方式，信道的頻域均衡處理和CP的用法。二者在接收端的不同的檢測(cè)處理和不同點(diǎn)符號(hào)調(diào)制方式，SC—FDMA在進(jìn)行檢測(cè)處理之前要經(jīng)過(guò)一個(gè)IDFT的過(guò)程。OFDMA并行同步傳輸數(shù)據(jù)符號(hào)，而SC—FDMA的每個(gè)符號(hào)要先分成若干個(gè)小的數(shù)據(jù)塊，然后再和其他符號(hào)構(gòu)成的數(shù)據(jù)塊按一定的順序組合。
SC—FDMA編碼主要包括：CRC校驗(yàn)，Turbo編碼，內(nèi)部交織，網(wǎng)格結(jié)尾和速率匹配。編碼流程翻如圖1所示。