SC-FDMA简介(个人写的一个小Note)

erizen

摘要：本文简单介绍了SC-FDMA的基本原理。有错误之处望大家指正，谢谢！

背景

SC-FDMA的全称是 Signal-carrier frequency division multiple access。和其它多址接入方式(TDMA,FDMA,CDMA,OFDMA)一样。SC-FDMA主要是针对多用户共享通信资源所提出的，其作为LTE uplink的候选方案。那么SC-FDMA是在什么情况下提出的呢？SC-FDMA的提出是以OFDMA为基础，是针对OFDMA的以下缺点而提出的一种新的解决方案：

• 较大的峰值均值比，PAPR较大；
• 对于频偏敏感

因为SC-FDMA由于采用单载波的方式，与OFDMA相比之下具有较低的PAPR（峰值/平均功率比，peak-to-average power ratio），比多载波的PAPR低1-3dB左右（PAPR是由于多载波在频域叠加引起）。更低的PAPR可以使移动終端（mobile terminal）在发送功效方面得到更大的好处，进而可以延长电池的使用时间。SC-FDMA具有单载波的低PAPR和多载波的强韧性的两大优势。因此，FDD及TDD模式的LTE上行链路传输采用SC-FDMA。


系统结构配置

SC-FDMA与OFDMA的系统结构框图如下图所示：

从图中可以清楚地看出SC-FDMA与OFDMA系统的结构差别。和OFDMA一样，在SC-FDMA系统中，用户使用不同的正交子载波传输符号信息。完成这一步操作的功能单元即为上图中的 'Subcarriers Map' 模块。SC-FDMA的子载波映射分为两种方式：

• Localized FDMA（LFDMA）
  • 每个终端用户分配一段连续的子载波；
  • 每个终端用户的带宽为系统带宽的1/Q（假设有Q个用户）
• Distributed FDMA
  • 
    每个终端用户分配一段不连续的子载波；
  • 每个终端用户的带宽扩展为整个系统的带宽；
  • IFDMA(interleaved FDMA)是其一个特例；后面的分析都是基于IFDMA

两种分配方式的频谱示意图如下：

对应的载波映射频域信号示意图如图：

从上图我们发现，SC-FDMA中涉及到了多个子载波，那么为什么又称为Signal Carrier呢，下面我们从数学公式上作推导。

根据推导公式可以得到SC-FDMA系统时域信号的对应关系如下图：

对于IFDMA，发送信号是原始信号的周期延拓，而LFDMA只有在上图中黄色部分表示的信号等于原始调制后的信号，而其它位置的信号是调制后信号的加权。

后续会增加SC-FDMA系统的PAPR 与CDS分析，以及SC-FDMA系统中的信号估计与频域均衡的方法介绍，敬请期待。

[ 本帖最后由 erizen 于 2010-11-29 23:22 编辑 ]