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 ,
s
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:
s 量截I 一)(吾f 比 使值 的 和项(者J争 )正。 峰 能 一 成 要 J s
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
薹
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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
数户 r/SP 用 1 / 据
Hale Waihona Puke —厂:: ~ £ —IF FT
删
F = >
图1 OF M系统发送 端结构 图 D
・
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