LTE上行单载波频分多址技术仿真与研究

摘要

为了满足移动通信市场的需要，第三代合作伙伴计划(3th Generation Partnership Project，3GPP)已经启动了长期演进(Long Term Evolution，LTE)通信技术项目。LTE能在20MHz的带宽下，实现下行100Mbps、上行50Mbps的传输速率，具有广阔的应用前景。LTE上行采用单载波频分多址接入技术(Single Carrier Frequency Division Multiple Access，SC-FDMA)。单载波频分多址技术有着单载波特性，与OFDMA相比其最大优势是它有着更低的峰均功率比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)。峰均功率比的重要性体现在移动设备上，LTE上行需要保持一个较低的峰均比，才能有效延长移动设备的电池使用时间。
　　本文将对SC-FDMA技术进行仿真和研究。结合不同频域均衡和调制方式，仿真分析SC-FDMA系统性能。在仿真中，研究了信号起始符号所在子载波位置不同时对系统性能的影响。研究结果表明，LFDMA起始符号位于首位子载波时系统误码性能最优。在10SE处，4起始符号位于0号子载波处的系统误码性能比起始符号位于15号子载波处的误码性能好3.5dB左右。仿真结果同时表明，LFDMA在高速信道中抗噪声、抗多普勒频移的能力明显强于IFDMA。在SC-FDMA峰均比方面，对比仿真研究了SC-FDMA系统与OFDMA系统PAPR特性，仿真结果表明SC-FDMA系统比OFDMA有着较小的PAPR，因而更适宜作为LTE上行多址方案。在LFDMA和IFDMA的PAPR仿真过程中，分别研究脉冲成形滤波器的滚降系数的改变以及子载波数目增加时对IFDMA、LFDMA峰均比的影响。得出当子载波数目增加时，SC-FDMA系统的PAPR随之增加的结论。仿真结果表明，在QPSK调制下，当滤波器滚降系数从0增加到1时，IFDMA的峰均比能得到5.5dB的较大降低。LFDMA随着滚降系数的增大其峰均比也有所降低，峰均比大约有1dB左右的改善。同时，滚降系数的设定应根据实际需要，在系统峰均比和频谱效率间做出折衷考虑。

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第一章 绪论

1.1 蜂窝移动通信的发展演进

1.2 3GPP LTE 简介

1.3 LTE 上行多址技术 SC-FDMA

1.4 本文的研究工作和内容安排

1.5 本章小结

第二章 LTE 上行 SC-FDMA 技术原理

2.1 OFDM 与 SC-FDE 技术原理

2.2 SC-FDMA 系统基本原理

2.3 单载波频分多址在 3GPP LTE 上行系统中的应用

2.4 频域均衡技术

2.5 运用频域均衡技术的 SC-FDE 系统性能仿真

2.6 本章小结

第三章 SC-FDMA 系统不同映射方式及其性能仿真

3.1 DFT-S-OFDM 映射方式

3.2 SC-FDMA 信号时域表达式

3.3 SC-FDMA 系统与 SC-FDE 系统误码性能对比

3.4 不同子载波映射方式的系统性能比较

3.5 本章小结

第四章 SC-FDMA 系统 PAPR 仿真与研究

4.1 PAPR（峰均比）定义

4.2 IFDMA、LFDMA 的 CCDF 理论分析4.2.1 IFDMA 的 CCDF 分析

4.3 SC-FDMA 系统和 OFDMA 系统 PAPR 仿真

4.4 SC-FDMA 系统的 PAPR 性能仿真

4.5 本章小结

第五章 全文总结与展望

参考文献

致谢

作者攻读研究生学位期间发表的论文

附录