LTE技术演进历程白皮书

　　&OFDM的起源与发展

　　OFDM起源于多载波调制(Multi-Carrier Modulation，MCM)技术，从最初引用到如今已有50多年的历史。20世纪五六十年代，美国军方开发了世界上第一个多载波调制系统，由于结构复杂、成本昂贵，其应用受到了限制。到20世纪90年代，先进的数字信号处理技术和大规模集成电路的飞速发展为OFDM技术的应用提供了极大便利，OFDM技术受到学术界和产业界的极大关注和广泛研究。下图列举了OFDM的技术演进与主要国际标准发展时间表。

图10　OFDM的技术演进与主要国际标准发展时间表

　　&OFDM技术原理

　　OFDM本质上是一个频分复用系统，传统的频分多址(FDMA)技术将较宽的频带分成若干较窄的子载波进行并行发送。为了避免格子载波之间的干扰，不得不在相邻的子载波之间保留较大的间隔。正交频分复用(OFDM)各个子载波重叠排列，同时保持子载波之间的正交性，以避免子载波之间的干扰。部分重叠的子载波排列可以大大提高频谱效率。

图11　正交频分复用技术原理图

　　&OFDM的技术优势

　　首先是频谱利用率高，OFDM的多个正交子载波可以相互重叠，无需保护频带来分离子信道，从而提高了频谱利用效率。其次是带宽可灵活配置，上行带宽可以与下行带宽不同，以适应上下行非对称数据传输。再次是系统的自适应能力强，支持频率位置、带宽大小对无线环境的自适应能力，极大地提高了抗频率选择性衰落的能力。最后是抗衰落能力和抗干扰能力得到增强。

　　3、OFDMA与SC-FDMA多址技术大大提升了LTE系统效率[wy3]

　　3GPP定义的LTE空中接口，在下行采用正交频分多址(OFDMA)技术，在上行采用单载频频分多址(SC-FDMA)技术。

　　&上行链路使用SC-FDMA，在降低终端成本的前提下，大大提升了LTE系统终端的效率

　　在上行链路中，由于终端设备作为信号发射端，直接采用信号功率峰均比较高的OFDMA会降低射频功率放大器效率，缩短电池工作时间，因此出于降低终端成本的考虑，在上行链路采用了SC-FDMA技术。

　　SC-FDMA是单波载(Single-carrier)，与OFDMA相比之下具有的较低的PAPR(峰值/平均功率比，peak-to-average power ratio)，比多载波的PAPR低1-3dB左右。更低的PAPR可以使移动终端(mobile terminal)在发送功效方面得到更大的好处，并进而延长电池使用时间。