新聞中心

EEPW首頁 > 手機(jī)與無線通信 > 業(yè)界動態(tài) > 深度解讀華為5G空口新技術(shù):F-OFDM和SCMA

深度解讀華為5G空口新技術(shù):F-OFDM和SCMA

—— 深度解讀華為5G空口新技術(shù):F-OFDM和SCMA顛覆通信技術(shù)
作者: 時間:2015-03-26 來源:ICCSZ 收藏
編者按:對于每一代移動通信,空口技術(shù)都相當(dāng)于王冠上的明珠。在月初的世界移動通信大會上,華為發(fā)布了面向5G的新空口,并展出了涵蓋基礎(chǔ)波形、多址方式、信道編碼、雙工模式等在內(nèi)的系列化5G空口候選新技術(shù),我們來聊一聊這兩大新空口候選技術(shù)。

  好了,第一個核心技術(shù)F-OFDM就介紹完了。聰明的大家一定會追問,F(xiàn)-OFDM解決了業(yè)務(wù)靈活性的問題,對于,這就夠了嗎?當(dāng)然不夠,我們還得再考慮考慮怎么利用有限的頻譜,提高效率,容納更多用戶,提升更高吞吐率的問題啊。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/271583.htm

  還是用火車的例子吧,雖然我們針對不同業(yè)務(wù)需求,劃分了不同的座位,但是怎么在這一列有限空間的火車?yán)?,裝更多的人呢?偉大的人民總是有無窮無盡的智慧,最簡單的辦法請往下看,系統(tǒng)容量瞬間翻番不是夢啊。

  

深度解讀華為5G空口新技術(shù)

 

  圖5 系統(tǒng)容量翻番案例

  不過等等,這樣系統(tǒng)容量是擴(kuò)大了,但是用戶都擠在一起,徹底沒法區(qū)分了,多用戶解調(diào)就成Mission Impossible了,此路不通啊,還是得想其他辦法。

  前面我們通過F-OFDM已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在頻域和時域的資源靈活復(fù)用,并把保護(hù)帶寬降到了最小,為了進(jìn)一步壓榨頻譜效率,還有哪些域的資源能復(fù)用呢?最容易想到的當(dāng)然是空域和碼域啊!

  空域的MIMO技術(shù)在LTE時代就提出來了,在時代會通過更多的天線數(shù)來進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)光大。那碼域呢,在LTE時代它好像被遺忘了,在時代能不能再發(fā)揮一把余熱呢?Bingo!天才的想法,總是在這么不經(jīng)意間靈光閃現(xiàn)!提出第二個核心技術(shù)SCMA(Sparse Code Multiple Access),正是采用這一思路,引入稀疏碼本,通過碼域的多址實(shí)現(xiàn)了頻譜效率的3倍提升,下面我們來詳細(xì)探究一下。

  F-OFDM已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了火車座位(子載波)根據(jù)旅客(業(yè)務(wù)需求)進(jìn)行了自適應(yīng),進(jìn)一步提升頻譜效率就是需要在有限的座位(子載波)上塞進(jìn)更多用戶。方法說來也簡單,座位就那么多,大家擠擠唄。

  打個比方,4個同類型的并排座位,我們完全可以塞6個人進(jìn)去擠一擠嘛,這樣不就輕松的實(shí)現(xiàn)了1.5倍的頻譜效率提升了嗎?聽起來道理很簡單吧,可是實(shí)現(xiàn)起來可不簡單哦。這就涉及SCMA的第一個關(guān)鍵技術(shù)—低密度擴(kuò)頻,把單個子載波的用戶數(shù)據(jù)擴(kuò)頻到4個子載波上,然后6個用戶共享這4個子載波(參見圖6)。之所以叫低密度擴(kuò)頻,是因為用戶數(shù)據(jù)只占用了其中2個子載波(圖中有顏色的格子),另外2個子載波是空的(圖中白色的格子),這就相當(dāng)于6個乘客坐4個座位,那每個乘客的屁股最多坐兩個座位嘛。這也是SCMA中Sparse(稀疏)的來由。

  為啥一定要稀疏呢?如果不稀疏就是在全載波上擴(kuò)頻,那同一個子載波上就有6個用戶的數(shù)據(jù),沖突太厲害,多用戶解調(diào)徹底就沒法干啦。

  

深度解讀華為5G空口新技術(shù)

 

  圖6 SCMA原理圖

  但是4個座位(子載波)塞了6個用戶之后,乘客之間就不嚴(yán)格正交了(每個乘客占了兩個座位啊,沒法再通過座位號(子載波)來區(qū)分乘客了),如圖所示,單一子載波上還是有3個用戶的數(shù)據(jù)沖突了,多用戶解調(diào)還是存在困難啊。

  這時候我們就用到了SCMA第二個關(guān)鍵技術(shù),叫做高維調(diào)制。高維調(diào)制這個概念非常抽象,因為我們傳統(tǒng)的IQ調(diào)制只有兩維啊,幅度和相位,多出來的維代表啥呢?這里需要大家開一下腦洞,想象一下三體世界里半人馬座α星人把一個質(zhì)子展開到多維空間雕刻電路后再降維的過程,最終一個質(zhì)子變成了一個無所不能的計算機(jī),質(zhì)子還是那個質(zhì)子,不過功能大大增強(qiáng)啦。

  同樣,我們通過高維調(diào)制技術(shù),調(diào)制的還是相位和幅度,但是最終使得多用戶的星座點(diǎn)之間歐氏距離拉的更遠(yuǎn),多用戶解調(diào)和抗干擾性能大大增強(qiáng)了。每個用戶的數(shù)據(jù)都使用系統(tǒng)分配的稀疏碼本進(jìn)行了高維調(diào)制,而系統(tǒng)又知道每個用戶的碼本,就可以在不正交的情況下,把不同用戶最終解調(diào)出來啦。這就相當(dāng)于雖然我沒法再用座位號來區(qū)分乘客,但是我給這些乘客貼上不同顏色的標(biāo)簽,結(jié)合座位號我還是能夠把乘客給區(qū)分出來。

  就這樣,SCMA在使用相同頻譜的情況下,通過引入碼域的多址,大大提升了頻譜效率,通過使用數(shù)量更多的載波組,并調(diào)整稀疏度(多個子載波中單用戶承載數(shù)據(jù)的子載波數(shù)),頻譜效率可以提升3倍甚至更高。

  好啦,關(guān)于F-OFDM和SCMA我們就介紹到這兒吧,相信有了這兩大空口關(guān)鍵技術(shù)支撐, 5G時代將帶給我們更多革命性的業(yè)務(wù)體驗,讓我們拭目以待吧!

cdma相關(guān)文章:cdma原理



上一頁 1 2 3 下一頁

關(guān)鍵詞: 華為 5G

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉