關于lte和femtocell的學習報告

1、關于LTE和Femtocell的學習報告最近看了一些LTE和Femtocell的書和文章。關于LTE，我看的是一本名為《3G演進HSPA與LTE》的書，一開始看的是英文原著的PDF，但看的比較累，于是買了中譯版的。到現(xiàn)在為止，主要看了LTE下行鏈路采用的傳輸方案OFDM，下行鏈路傳輸方案DFTSOFDM，以及多天線技術。而對于Femtocell這一塊內容，我在圖書館找了一下書，找到一本英文版的《FemtocellTechnologies

2、Deployment》，剛接觸Femtocell，感覺英文版的書還是有點難懂。后來找到了一些中文的Femtocell方面的文章。關于Femtocell，我看得比較晚，目前主要學習了Femtocell基本的網(wǎng)絡構架，以及優(yōu)點缺點等內容。以上就是我近期學習的LTE及Femtocell方面的內容。結合自己的一些想法，我寫了下面的學習報告。首先，為什么要就進LTE的研究？最主要的原因應該是：LTE與2G、3G相比可以顯著提高數(shù)據(jù)傳輸速率。那么怎

3、樣提高數(shù)據(jù)的傳輸速率呢？首先，根據(jù)香農(nóng)定理：)1(log2NSBWC???化簡可以得到：??12min00???NENEbb其中，Eb表示接受信號的比特能量，N0表示接收端的噪聲功率譜密度，γ=RBW，表示無線鏈路帶寬利用率。這個公式可以很好地說明在信息傳輸速率較低和較高時，分別怎樣提高數(shù)據(jù)傳輸。當信息傳輸速率很低時，即γ的值很小，那么將不等式右端作等價無窮小的代換之后可以發(fā)現(xiàn)，無論γ怎么變化，EbN0的值接近于一個定值。根據(jù)S=EbR

4、。這時，數(shù)據(jù)速率將和接收信號功率成正比增長。也就是單單提高發(fā)送端的功率就可以得到數(shù)據(jù)速率的相應提高。然而，當信息傳輸速率很高時，即γ的值較大，此時，R增大會引起Eb的增大（除非同時增加帶寬，保持γ不變），那么S就會發(fā)生更快的增長，也就是說，此時要提高數(shù)據(jù)速率，就要更大地提高發(fā)送功率。概括地說，當數(shù)據(jù)速率不高時，可以通過提高發(fā)送功率來比較高效地提高數(shù)據(jù)速率，這稱為功率受限。當數(shù)據(jù)速率已經(jīng)很高時，單單提高發(fā)送功率，對數(shù)據(jù)速率的提高是不明顯的

5、，這時需要相應地提高帶寬，這被稱為帶寬受限。那么在數(shù)據(jù)速率已經(jīng)很高時怎樣進一步地高效地提高數(shù)據(jù)速率呢一般有兩種方案。第一種比較直接的方法就是使用高階調制。高階調制有兩個比較明顯的缺點。第一，由于高階調制的星座圖各點之間的距離減小了，因此它對噪聲和干擾的提抗能力降低了?？梢圆扇〉慕鉀Q方案是將它與信道編碼相結合。第二，高階調制的功放效率比較低。由于高階調制符號間不單有相位的變化，更有幅度的變化，因此會引起功放功率的頻繁瞬變，這樣，為了避免瞬

6、時功率變化的非線性引起的信號失真，功放的工作范圍就必須超大。這樣就導致功放效率低以及功放成本增大。這對于基站是可接受的，但對于手機端是不可接受的。因此高階調制更適合下行鏈路，而不太適合上行鏈路。于是我們考慮第二種提高數(shù)據(jù)速率的方案，那就是增加帶寬。但是增加帶寬也存在一個問題。我們知得：fNTfss????1??????????????102102102)(NkNknjkNkNknjkNkfnTkjksneaeaeanTxxccs???其

7、中：????????NkNNkaacckk00由此可見，將調制符號塊0，1，…Nc1（每個復數(shù)包含原復調制信號的幅度aaa和相位）末尾補零至N個元素后輸入IDFT系統(tǒng)，即可得到x(nTs)，再串行輸出后經(jīng)過DA轉換就可以得到OFDM信號x(t)。解調則剛好是相反的過程，即先將接受信號r(t)以時間間隔Ts采樣，然后N個數(shù)據(jù)一組，由串行轉換為并行，輸入DFT系統(tǒng)，輸出取前Nc個數(shù)據(jù)，即可還原出原調制符號塊。這種系統(tǒng)的好處是，當用快速算法I

8、FFTFFT來代替調制和解調系統(tǒng)中的IDFTDFT時，系統(tǒng)的處理速度將得到明顯提高。前面所討論的OFDM解調，能還原出調制前的信息都是基于一個前提，就是不存在子載波之間的干擾，即子載波之間完全正交。然而由于多徑效應的存在，子載波之間的正交性通常會受到一些破壞。這主要表現(xiàn)為直射徑和反射徑的符號會有部分重疊。對此我們一般采取的對策是插入循環(huán)前綴。只要路徑的時間差小于循環(huán)前綴的長度，子載波之間仍能保持正交性。OFDM中還有一項比較重要的技術是

9、頻率的分集。由于無線信道往往具有一定程度的頻率選擇性。而OFDM中每個調制信號基本被限制在相對較窄的帶寬內。因此某些頻率可能瞬時完全處于衰落頻帶內。這樣就會導致OFDM傳輸?shù)恼`碼率增大。在實際應用中，通常采用的方法是頻域交織技術。即把待傳的碼比特通過調制映射到多個OFDM子載波上，這些子載波又較合理地分布在OFDM信號的整個帶寬上。這樣就實現(xiàn)了頻率的分集，從而在對抗衰落時獲得增益。概括地講，在帶寬受限時，若要有效地提高數(shù)據(jù)速率，則須在增

10、加發(fā)射功率的同時，增加傳輸帶寬。為了有效降低增加帶寬后頻率選擇性的影響，可以采用多載波傳輸。而多載波傳輸存在一定的頻率浪費，故采用子載波相互正交的OFDM傳輸方案作為LTE的下行鏈路高速傳輸方案。OFDM的調制和解調可以通過IDFT和DFT來實現(xiàn)，并且可以通過快速算法IFFT和FFT來提高系統(tǒng)的處理速度。其中的兩個比較突出的問題，即子載波之間的干擾和頻率選擇性衰落可以分別通過插入循環(huán)前綴和頻域交織技術來解決。然而，和高階調制即多載波傳輸

11、一樣，OFDM也存在瞬時發(fā)送功率變化大的缺點。這就決定了它不能成為LTE上行鏈路傳輸方案。LTE采用的上行鏈路傳輸方案是DFTSOFDM。DFTSOFDM系統(tǒng)只和OFDM稍有不同。調制端，將M個調制符號01…M1先輸入M點DFT系統(tǒng)，然后再把DFT的輸出aaa值輸入到N點的IDFT系統(tǒng)（其中NM），其余NM個點的輸入補零，再將IDFT輸出轉換成串行數(shù)據(jù)，最后經(jīng)過DA轉換得到DFTSOFDM調制信號。簡單地說，即在OFDM系統(tǒng)前加一個DF