关键字 |
| 单载波频分多址(SC-FDMA),交叉频分多路复用(IFDMA),本地化的频分多路复用(LFDMA)和峰值平均功率比(地表铺面)。 |
介绍 |
| 通过一系列代移动通信快速发展与科技的进步与每一个新的开始的十年。更高的数据速率和吞吐量的需求一直在增加近年来极大。支持这些需求的用户第三代合作伙伴计划(3 gpp)开发了一种新的无线接入技术长期演进(LTE)。LTE的高数据率不仅需要一个更广泛的带宽,还一个先进的调制技术。OFDM已经发展成为一个流行的宽带数字通信方案[1]。但这种调制方案的一个主要限制高地表铺面可以增加复杂性和发射机(移动)的上行的力量。地表铺面的x (t)是由一个信号, |
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| 地表铺面变得上行沟通的主要约束,因为高地表铺面的信号将会降低系统的误码性能。信号与大型地表铺面,平均输入功率必须降低。如果没有输入功率减少信号失真就会发生可导致信号的信号的带外频谱re-growth将放大高功率放大器的非线性区域。高功率放大器是最有效的驱动到饱和。所以输入功率会降低功率放大器的效率。为了避免传播波形的畸变,发射机的功率放大前端必须有一个宽的线性范围包括传输波形的峰值。与宽线性范围建立功率放大器是一个昂贵的事件[2]。所以一个上行计划应该被设计成具有较低的计算复杂度和系统性能之间的权衡。OFDM信号的其他限制包括载波频率偏移和高灵敏度光谱null。所以解决这些限制OFDM是使用类似于OFDM SC-FDMA但之前有一个额外的DFT pre-coding OFDM调制 |
| 以下部分组织如下。第二节概述SC-FDMA系统。第三节凸显了调制技术。第四部分讨论数量和地表铺面的仿真结果获得SC-FDMA系统不同的调制。最后在第五部分工作总结。 |
相关的工作 |
| 各种技术是克服地表铺面限制OFDM信号。这些技术可以分为两种。他们是扭曲和基于非扭曲的技术。基于畸变技术会导致光谱re-growth信号。剪裁是一个基于畸变的输入技术,OFDM信号与设定的阈值相比较。如果信号振幅超过阈值,快船将限制信号。但这是一个非线性操作,导致外波段的辐射信号和退化系统的比特误码率性能。 |
| 减少地表铺面技术不扭曲形状,导致光谱re-growth信号被称为nondistortion技术。它包括语气预订和选择映射在语气预订[3]一组保留色调选择设计一个取消信号峰值。但慢收敛到最优解,导致带宽牺牲音调必须保留。选择映射增加输入数据和一系列随机合成系列拥有最低的地表铺面是选择传播。这种方法的优点是它不会消除高峰和能够处理任意数量的副载波。但对这种方法的局限性是它需要额外的边信息,传送到接收机恢复信息。这种技术可以提供更好的减少地表铺面但在本质上是迭代的[4]所以发射机复杂性会随着迭代次数的增加而增加。 |
| 另一种方法来克服地表铺面的问题是基于信号变换。OFDM信号转化为一个常数信封通过相位调制可以确保地表铺面0分贝水平很低[5]。它提供了更快的旁瓣比OFDM滚边。但副载波的正交性不是保持在这个方法中。 |
SC-FDMA |
| OFDM的地表铺面主要原因是其基于结构。所以基于OFDM信号转化为单载波可以有效减少地表铺面的信号。Pre-coding OFDMA信号的离散傅里叶变换(DFT)可以将它转换为单载波频分多址信号(SC-FDMA)。SCFDMA也有类似的性能和基本相同的OFDMA系统的整体复杂性。它可以为不同的用户提供灵活的带宽分配和选择上行的3 gpp长期演进(LTE)由于其低地表铺面的财产。下面SC-FDMA发射机和接收机 |
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| 信息比特可以调制使用任何像QPSK调制技术,QAM和CPM。复杂的调制信号进行离散时间傅里叶变换。DFT点的数量(M)被定义为符号的数量是传播[8]。DFT输出然后映射到不同的子载波使用两个映射方案。的数量分载体最终再分配(N)为整个用户是由以下方程 |
| N = M.Q |
| ,M代表DFT点的数量和Q代表的用户数量。可以分为两个子载波映射。他们是 |
| 1)(LFDMA)和局部映射 |
| 2)分布式映射。 |
| 在局部映射每个用户给出一组相邻分载体最终再[10]。这个方案可以提供多用户多样性即使在频率选择性衰落的存在通过将每个用户分配给副载波信号部分的乐队,用户(高信道增益)有利的传播特征。这需要channeldependent副载波调度(CDS)。cd要求系统(基站)监控通道质量为每个终端作为频率的函数,并根据变化调整副载波分配信道频率响应的所有其他用户终端。在分布式映射的分载体最终再每一个用户提供一组分布在整个信号带宽。这可以确保高频率分集。交叉子载波映射(IFDMA)是一个特例的分布式映射分载体最终再分配给用户将等距。发现IFDMA适合用户传输温和一点而使用high-bit-rate LFDMA可以更好的在一个系统工作。比IFDMA LFDMA可以提供更好的误码性能。LFDMA通常用于LTE上行的应用程序。 |
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| 图3和图4显示了128点的局部和交叉副载波映射DFT输出512副载波。我们可以观察到,在局部映射信号有明显的功率只有128多个副载波和128子载波后大大减少了。在交叉映射信号在整个512分载体最终再传播。 |
| 发射机执行两个重要的信号处理操作之前传输[11]。它插入一组符号称为循环前缀(CP)提供防止时间内嵌干扰(IBI)引起的多径传播。如果CP长度大于信道的最大延迟扩展或等于信道脉冲响应的长度,将没有IBI。它可以将离散时间线性卷积转换为离散时间循环卷积。所以数据传输通道之间可以建模为一个循环卷积通道脉冲响应和传输数据块,在频域,逐点地乘法运算是一样的。这样可以减少复杂性的均衡器接收机。接下来的操作由发射机包括线性过滤过程称为脉冲整形的传输信号通过带限信道[12]。Raised-cosine过滤器(RC)是一种广泛使用的脉冲整形滤波器在无线通信系统中。滤波器系数的增加将导致地表铺面显著减少。但地表铺面之间的一种权衡,ofband辐射是必需的,因为带外辐射可以增加与增加碾轧。 |
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| 图5和6显示了频率和提高了转出余弦滤波器的脉冲响应因素0和0.9。我们可以观察到随着碾轧因素增加传播的主瓣将增加与减少功率的叶。 |
| 发射机的SC-FDMA接收器执行反向操作。接收者将信号转换成频域通过DFT de-maps副载波并执行频域均衡[13]。均衡在频域,因为在宽带通道时域均衡器是不切实际的,因为他们有一个很长的信道在时域脉冲响应。蜂窝系统的严重的多径传播环境,SCFDMA信号将与重要的传输到基站干扰。基站将使用一种自适应频域均衡取消这种干扰。最著名的均衡技术如最小均方误差(MMSE)均衡,判决反馈均衡(DFE)和turbo均衡。平衡的符号转换回时域通过IDFT和检测和解码将在时域中完成。 |
调制方案 |
| 在本文中,我们使用的是正交相移编码,QAM和连续相位调制(CPM)调制方案。地表铺面值随所使用的调制方案。恒包络调制正交相移编码可以确保高功率效率和保持低光谱边叶。CPM有恒定的包络线和连续相,可以提供高光谱和功率效率和更好的减少地表铺面。CPM信号的调制指数可以控制光谱监禁,较小的指数更好的将光谱监禁[7]。当调制指数增加系统性能将得到改善。但CPM信号的调制和解调是复杂的,每个符号的初始阶段将由之前的累积阶段传播符号要求接收机有记忆。CPM信号使用三种类型的信号即矩形脉冲整形,余弦和高斯。当脉冲波形的长度等于1 (L = 1),它被称为全响应信号[14]。当长度大于than1 (L > 1)叫做部分响应信号。完整的响应信号相比有更好的误码率和减少地表铺面部分响应信号。 |
模拟解 |
| SC-FDMA正交相移编码系统的模拟,QAM和CPM调制是利用蒙特卡罗方法对随机的100 (BER)和10000年(地表铺面)帧,每一帧包含128个符号平均传播在整个持续时间。下面给出仿真参数 |
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| LFDMA的误码性能和IFDMA QPSK SC-FDMA就完成了。这是观察到的误码率比IFDMA LFDMA要好。与Eb /不增加数量将减少。 |
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| QPSK信号的地表铺面是策划针对互补累积分布函数(CCDF)。一个信号的峰值功率x (t)将最大的平方包络x (t) 2。但对于一个连续随机过程,可以无限马克斯x (t) 2。随机过程与离散值,马克斯x (t) 2将有界但它可能发生在非常低的概率。x (t) 2的分布是一个有用的性能指标,这将是更好的与互补截止概率描述。从图可以观察到,SC-FDMA OFDMA相比将有较低的地表铺面和减少地表铺面比LFDMA IFDMA高。 |
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| 16的误码性能上面给出和64年的成因、测量以及。这是观察到随着M值增加从16到64年后,系统的误码性能改善。 |
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| 16和64 QAM的地表铺面性能上面了。这是观察到随着字母大小M值增加地表铺面的信号也会增加。比OFDMA SC-FDMA具有更好的降低地表铺面。也观察到地表铺面QAM正交相移编码相比会更高。 |
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| 上面的仿真显示了完整的2-ary CPM信号的误码性能和部分响应。这是观察到完整的响应信号的误码性能更好比部分反应。 |
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| 的地表铺面阴谋2-ary CPM信号比较完整和部分响应信号。是观察到的地表铺面完全响应将低于部分响应因为脉冲长度(L)将增加部分反应。CPM调制提供了最佳比正交相移编码减少地表铺面和QAM调制。 |
结论 |
| SC-FDMA被发现最合适的方案比OFDMA上行沟通。减少地表铺面SC-FDMA系统相对于OFDMA系统中具有重要意义。各种调制方案中观察到CPM是一个更好的调制技术对SC-FDMA上行沟通。完全响应CPM信号具有更好的误码率和地表铺面性能比局部响应CPM信号。更好的观察误码性能相比LFDMA IFDMA比LFDMA IFDMA和减少地表铺面就更好了。同样的脉冲整形的滚边因素必须认真选择。地表铺面减少碾轧的因素,但它可以增加信号的外辐射。 |
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