FDMA с одной несущей - Single-carrier FDMA

Полоса пропускания модуляция
Аналоговая модуляция
Цифровая модуляция
Иерархическая модуляция
Расширенный спектр
Смотрите также

FDMA с одной несущей (SC-FDMA) это множественный доступ с частотным разделением каналов схема. Его еще называют линейно предварительно кодированный OFDMA (LP-OFDMA). Как и другие схемы множественного доступа (TDMA, FDMA, CDMA, OFDMA), он имеет дело с назначением нескольких пользователей общему ресурсу связи. SC-FDMA можно интерпретировать как линейно предварительно закодированный OFDMA схема, в том смысле, что она имеет дополнительный DFT этап обработки, предшествующий традиционной обработке OFDMA.

SC-FDMA привлек большое внимание как привлекательная альтернатива OFDMA, особенно в восходящей линии связи, где более низкое отношение пиковой мощности к средней (PAPR ) значительно выигрывает у мобильного терминала с точки зрения эффективности мощности передачи и снижения стоимости усилителя мощности. Он был принят в качестве схемы множественного доступа восходящей линии связи в Долгосрочное развитие 3GPP (LTE) или усовершенствованный UTRA (E-UTRA).[1][2][3]

Характеристики SC-FDMA по отношению к OFDMA были предметом различных исследований.[4][5][6] Хотя разрыв в производительности невелик, преимущество SC-FDMA в виде низкого PAPR делает его желательным для беспроводной передачи по восходящей линии связи в системах мобильной связи, где эффективность мощности передатчика имеет первостепенное значение.

Структура передатчика и приемника LP-OFDMA / SC-FDMA

Обработка передачи SC-FDMA очень похожа на обработку OFDMA. Для каждого пользователя последовательность переданных битов отображается на сложную совокупность символов (БПСК, QPSK или M-Квадратурная амплитудная модуляция ). Затем разным передатчикам (пользователям) назначаются разные коэффициенты Фурье. Это присвоение выполняется в блоках отображения и обратного отображения. Сторона приемника включает в себя один блок обратного отображения, один блок IDFT и один блок обнаружения для каждого принимаемого пользовательского сигнала. Как и в OFDM защитные интервалы (называемые циклическими префиксами) с циклическим повторением вводятся между блоками символов с целью эффективного устранения межсимвольных помех из-за расширения по времени (вызванного многолучевым распространением) между блоками.

В SC-FDMA множественный доступ между пользователями становится возможным благодаря назначению разным пользователям разных наборов неперекрывающихся коэффициентов Фурье (поднесущих). Это достигается в передатчике путем вставки (до IDFT) молчаливых коэффициентов Фурье (в положениях, назначенных другим пользователям) и их удаления на стороне приемника после DFT.

Локализованное отображение и распределенное отображение

Отличительной особенностью SC-FDMA является то, что он приводит к сигналу передачи с одной несущей, в отличие от OFDMA, который является схемой передачи с несколькими несущими. Отображение поднесущих можно разделить на два типа: локализованное отображение и распределенное отображение. При локализованном отображении выходные данные DFT отображаются на подмножество следующих друг за другом поднесущих, тем самым ограничивая их лишь частью полосы пропускания системы. При распределенном отображении выходные сигналы DFT входных данных назначаются поднесущим по всей полосе пропускания непостоянно, что приводит к нулевой амплитуде для остальных поднесущих. Частный случай распределенного SC-FDMA называется SC-FDMA с чередованием (IFDMA ), где занятые поднесущие равномерно распределены по всей полосе пропускания.[7]

Из-за присущей ему структуры с одной несущей явным преимуществом SC-FDMA перед OFDM и OFDMA в том, что его сигнал передачи имеет более низкий отношение пиковой мощности к средней (PAPR), что приводит к ослаблению параметров конструкции в тракте передачи абонентского устройства. Интуитивно причина кроется в том факте, что там, где символы передачи OFDM непосредственно модулируют несколько поднесущих, символы передачи SC-FDMA сначала обрабатываются N-точечным блоком DFT.[8]

В OFDM, а также в SC-FDMA, выравнивание достигается на стороне приемника после вычисления DFT путем умножения каждого коэффициента Фурье на комплексное число. Таким образом, частотно-избирательное замирание и фазовое искажение можно легко противодействовать. Преимущество заключается в том, что для коррекции частотной области с использованием БПФ требуется меньше вычислений, чем для традиционной коррекции во временной области, которая требует многоотводных КИХ или БИХ-фильтров. Меньшее количество вычислений приводит к меньшему количеству ошибок округления, которые можно рассматривать как числовой шум.

Связанная концепция - это комбинация передачи на одной несущей с выравнивание с одной несущей в частотной области (SC-FDE) схема. [9] Передача с одной несущей, в отличие от SC-FDMA и OFDM, не использует IDFT или DFT в передатчике, но вводит циклический префикс для преобразования линейной свертки каналов в циклическую. После удаления циклического префикса в приемнике применяется ДПФ для перехода в частотную область, где может использоваться простая схема выравнивания в частотной области с одной несущей (SC-FDE), за которой следует операция IDFT.

SC-FDMA.svg

Полезные свойства

  1. Низкий PAPR (пик-фактор)
  2. Низкая чувствительность к смещению несущей частоты
  3. Менее чувствителен к нелинейным искажениям и, следовательно, позволяет использовать недорогие усилители мощности.
  4. Повышенная устойчивость к спектральным нулям

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Хён Г. Мён, Чунсун Лим и Дэвид Дж. Гудман, "FDMA с одной несущей для беспроводной передачи по восходящей линии связи ”, IEEE Vehicular Technology Magazine, vol. 1, вып. 3, сентябрь 2006 г., стр. 30–38.
  2. ^ Х. Экстрём, А. Фурускер, Дж. Карлссон, М. Мейер, С. Парквалл, Дж. Торснер и М. Вальквист, «Технические решения для долгосрочного развития 3G», IEEE Commun. Mag., Т. 44, нет. 3, март 2006 г., стр. 38–45.
  3. ^ Проект партнерства третьего поколения (3GPP); Технические характеристики Групповая сеть радиодоступа; Аспекты физического уровня для развитой UTRA, http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25814.htm
  4. ^ М. Даниш Нисар, Ханс Ноттенштайнер и Томас Хинделанг, «О пределах производительности систем OFDM с DFT-распространением ”, На Шестнадцатом саммите IST Mobile, июль 2007 г. в Будапеште, Венгрия.
  5. ^ БЫТЬ. Приянто, Х. Кодина, С. Рене, Т.Б. Соренсен, П. Могенсен, «Первоначальная оценка производительности SC-FDMA на основе DFT-Spread OFDM для UTRA LTE Uplink», Конференция по автомобильным технологиям IEEE (VTC), 2007 г. Весна, Дублин, Ирландия, апрель 2007 г.
  6. ^ Н. Бенвенуто и С. Томасин, «О сравнении OFDM и модуляции одиночной несущей с DFE с использованием фильтра прямой связи в частотной области», IEEE Trans. по Комм., т. 50, нет. 6, июнь 2002, стр. 947–955
  7. ^ Xixia, лидер в тестировании конвергентных IP-сетей, «Одноканальный FDMA в LTE», 915-2725-01 Ред. A, ноябрь 2009 г.
  8. ^ Х. Г. Мён, Дж. Лим и Д. Д. Гудман, "Отношение пиковой мощности к средней мощности сигналов FDMA с одной несущей с формированием импульса", 17-й ежегодный международный симпозиум IEEE по персональной, внутренней и мобильной радиосвязи (PIMRC '06), Хельсинки , Финляндия, сентябрь 2006 г.
  9. ^ Д. Фалконер, С. Л. Ариявиситакул, А. Беньямин-Сеяр и Б. Эйдсон, «Выравнивание частотной области для широкополосных беспроводных систем с одной несущей», IEEE Commun. Mag., Т. 40, нет. 4, апрель 2002 г., стр. 58–66.