LTE关键技术与方案精华集锦

OFDM发射原理概述
OFDM 传输是基于块进行的，也就是说在每个 OFDM 符号间隔内，N个 调制符号实现了并行传输，调制符号通常来自于 QPSK，16QAM， 64QAM 等数字调制的输出。
OFDM符号的调制和解调可以分别用IDFT和DFT来代替。在实际系统中一 般采用IFFT和FFT。
在发送端进行完IFFT之后，系统还要为每个OFDM符号加入循环前缀来消 除由多径效应引起的ISI (Inter-symbol Interference，符号间干扰)。
OFDM技术
OFDM发展史
OFDM技术
传统多载波调制——低速并行传输
传统多载波的缺陷 对滤波器要求高 频谱利用不充分
OFDM技术
OFDM技术原理
OFDM原理：正交频分复用技术，是多载波调制的一种，将一个宽频信道 分成若干个正交子信道，将高速数据信号转换这可以看成是OFDM+FDMA+TDMA技术相结合的多址接入方式。如下图 所示：
OFDM技术
下行多址技术方案-OFDMA
OFDM技术
符号间保护间隔
为了最大限度的消除符号间干扰，还可以在每个OFDM符号之间插入保护 间隔，而且该保护间隔长度一般要大于无线信道中的最大时延扩展，这样 一个符号的多径分量就不会对下一个符号造成干扰。
宽频信道
单载波 传统多载波
正交子信 道
f
OFDM子载波频域图
OFDM技术
OFDM技术原理
子载波正交理解： • 频域上正交是指在一个子载波的峰值处，其他子载波都为
0，这样其他子载波对该子载波的影响就非常弱。 • 时域上正交是指一个子载波f1和另一个子载波f2之间是倍
数关系，在一个积分周期之内积分的话它们的积分值为0， 则它们就称为正交子载波。 • 正交函数系的定义：在三角函数系中任何不同的两个函数 的乘积在区间[-π,π]上的积分等于0。 • 例如：三角函数系{1,cosx,sinx,cos2x,sin2x,……,cosnx, sinnx,……} 在区间[-π,π]上正交，就是指在三角函数系⑴ 中任何不同的两个函数的乘积在区间[-π,π]上的积分等于0

第4章 LTE关键技术
4.1 LTE双工方式
4.2 LTE多址技术 4.3 MIMO技术 4.区间干扰抑制技术 4.7 多媒体广播和多播（MBMS）业务
4.1 LTE双工方式
FDD、TDD、H-FDD双工方式的原理如图4-1所示。
4.1.1 FDD
FDD双工方式指的是蜂窝系统中上行和下行信号分别在两个频带上发送，上、
4.3.1 下行MIMO技术
3．天线切换分集 图4-29和图4-30所示是2天线情况下的TSTD和FSTD示意图。
4.3.1 下行MIMO技术
TSTD和FSTD也可以写成编码矩阵的形式，即
S1 0 0 S2
另外，FSTD也可以很方便地与SFBC结合起来，支持4发送天线情况下的传输 分集技术。其编码矩阵为：
4.2.1 下行多址技术
终端高速移动［此时信道质量指示（CQI）反馈跟不上信道的变化速度］或信干 噪比（SINR）很低时，无法进行有效的频域调度。此时更适合采用分布式OFDMA系 统，即将分配给一个子信道的子载波分散到整个带宽，各子信道的子载波交替排列， 从而可以获得和CDMA系统相似的频率分集增益，如图4-7所示。
4.2.2 上行多址技术
3．DFT扩展OFDM（DFT-S-OFDM）技术 如图4-13所示，将每个用户所使用的子载波进行DFT处理，由时域转换到频域， 然后将各用户的频域信号输入IFFT模块，这样各用户的信号又一起被转换到时域并 发送。
4.2.2 上行多址技术
4．SC-FDMA技术的深入研究 在确定采用SC-FDMA技术作为上行多址技术后，还要确定以下两个基本问题。 （1）是采用频域（Frequency-domain）实现，还是采用时域（Time-domain）实 现。 （2）是采用集中式还是采用分布式单载波传输。

LTE移动通信技术任务4 LTE关键技术LTE 移动通信技术任务 4：LTE 关键技术在当今数字化的时代，移动通信技术的发展日新月异，为人们的生活和工作带来了极大的便利。

LTE（Long Term Evolution，长期演进）作为一种先进的移动通信技术，具有高速率、低延迟、大容量等显著优势。

而这些优势的实现，离不开一系列关键技术的支持。

接下来，让我们深入探讨一下 LTE 的关键技术。

一、正交频分复用（OFDM）技术OFDM 技术是 LTE 系统的核心技术之一。

它的基本原理是将高速的数据流分解为多个并行的低速子数据流，然后分别调制到相互正交的多个子载波上进行传输。

与传统的频分复用技术相比，OFDM 具有诸多优点。

首先，它能够有效地抵抗多径衰落。

在无线通信环境中，信号会因为建筑物、地形等障碍物的反射和散射而产生多个路径，导致接收端接收到的信号出现延迟和衰减。

OFDM 通过将宽带信道划分成多个窄带子信道，使得每个子信道的带宽小于信道的相干带宽，从而减少了多径衰落的影响。

其次，OFDM 具有较高的频谱利用率。

由于子载波之间相互正交，使得它们可以在频谱上紧密排列，从而提高了频谱资源的利用效率。

此外，OFDM 还便于实现动态频谱分配。

通过灵活地调整子载波的分配，可以根据用户的需求和信道状况，合理地分配频谱资源，提高系统的容量和性能。

二、多输入多输出（MIMO）技术MIMO 技术是 LTE 实现高速数据传输的另一个重要手段。

它通过在发射端和接收端使用多个天线，形成多个并行的空间信道，从而在不增加带宽和发射功率的情况下，显著提高系统的容量和频谱利用率。

MIMO 技术主要包括空间复用和空间分集两种工作模式。

空间复用模式下，多个数据流同时在不同的天线上传输，从而提高数据传输速率。

而空间分集模式则通过在多个天线上发送相同的数据，或者对接收端接收到的多个信号进行合并处理，来提高信号的可靠性和抗衰落能力。

在实际应用中，MIMO 技术可以根据信道条件和系统需求，灵活地切换工作模式，以达到最佳的性能。

LTE关键技术及发展方向目前主流的3G技术主要有TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000，而前两种采用了3GPP（The 3rd Generation Partnership Project）技术演进路线，即由HSDPA演进至HSPA+，进而发展为LTE。

虽然CDMA2000采用的是3GPP2路线，但由于高通对其最终演进技术UMB（Ultra Mobile Broadband）研发的放弃，其最终演进方向也定格在了LTE上。

在我国，由于WIMAX和其他技术的边缘化，而LTE自身完善的产业链、规模效应和更高的成熟度，故而受到了大多运营商的青睐。

相对于三代移动通信系统，LTE最重要的改进在于采用全新空中接口技术，并使用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。

其主要优势是在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。

1. TD-LTE的关键技术1.1LTE系统的总体架构。

1.2OFDM技术。

（1）OFDM（正交频分复用技术）是LTE系统的技术基础与主要特点，故而OFDM系统参数的设定对整个系统的性能会产生决定性的影响。

OFDM 技术是利用Sinc函数的平移正交性，将整个通信带宽的信道划分为一系列子信道，传输多载波调制信号，使每个子载波所占的带宽容易满足小于多径信道相干带宽的条件，因而可以将一个频率选择性衰落的信道转化为一系列平坦衰落子信道。

同时在每个OFDM符号前部添加一个大于信道最大多径时延的循环前缀，就可以完全消除因多径衰落引起的码间干扰。

（2）OFDM技术主要有以下优点：频带利用率高；可以对抗信道的多径衰落；接收端无需复杂的时域均衡器，而仅需要进行简单的频域均衡即可；多载波调制和解调可以用快速傅里叶变换（FFT）完成，易于硬件（FPGA、DSP）实现；单个子载波对应的调制符号时间周期长，有一定的抗时域突发干扰的能力；易于与多天线技术、自适应技术等结合，以提高系统的容量。