ltea中载波聚合技术分析与设计
摘 要现在，随着移动通信对高速宽带的要求日益增强，多媒体、互联网等业务的发展对于数据的无线传输提出了更高的要求。我们不仅要提高频谱利用率，同时还要提高数据传输的速率，为此就要聚合多个零散的窄带频谱也就是在有限的频率资源中争取为系统提供出较大的频带宽度。 基于以上问题，LTE-A系统中引入了载波聚合技术来解决这一问题。这篇文章对载波聚合技术进行了阐述。通过载波聚合技术的应用来增加信号的传输带宽，从而大幅度提高LTE-Advanced终端的峰值速率。进一步阐述载波聚合技术应用背景和现状，总结并比较了目前阶段的主流技术方案，保证在以尽量少地修改LTE Release 8协议，并且对LTE终端能够具有良好兼容性的条件下，在基于物理层关键技术OFDM技术的基础上，评估了当前两种连续频谱聚合方案的性能。仿真证明：对于有无保护频带对载波聚合的性能影响甚微。
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 1
第1章 绪论 3
1.1 移动通信的发展 3
1.2载波聚合及其国内外研究的现状 4
1.3主要研究内容与章节安排 6
第2章 LTEA系统介绍 7
2.1引言 7
2.2 LTEA的需求 7
2.3 LTEA的常用的性能参量 8
2.31峰值速率与峰值频谱效率 8
2.32小区吞吐量 8
2.33话音容量 9
2.4 LTEA的所用的关键技术 9
2.41多载波技术 9
2.42多点协同技术 9
2.43无线Relay技术 11
第3章 LTEA中载波聚合技术 13
3.1 OFDM基本原理 13
3.11 OFDM简介 13
3.12 OFDM系统基本原理 17
3.13 OFDM技术的优点 20
3.2载波聚合的概况 21
3.3载波聚合的技术原理 21
3.4 LTEAdvanced 中的载波聚合 23
3.5载波聚合的聚合方式
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
24
3.51连续载波聚合和非连续载波聚合 24
3.52 上/下对称载波聚合和非对称载波聚合 26
3.6载波聚合的频谱结构 27
3.7本章小结 28
第四章 LTEA中载波聚合的实现 31
4.1载波聚合的场景 31
4.2载波聚合的实现方案 32
4.3载波聚合的程序设计及仿真结果 32
4.4载波聚合需要考虑的问题 33
4.41小区覆盖和切换问题 33
4.42终端的功耗问题 33
4.43峰值比的问题 33
4.5本章小结 34
第5章 总结与展望 35
5.1总结 35
5.2展望 35
致谢词 37
参考文献 38
第1章 绪论
1.1 移动通信的发展
所谓移动通信就是在我们通信的过程中存在移动着的一方，移动着的一方能够采用无线的策略并且是在移动的状态下依据需要所进行的通信。移动通信飞速发展，主要用“代”来描述它的发展，主要包括三代系统的变化，正在朝着第四代移动通信及4G的方向发展。先后经历了第一代模拟蜂窝通信（1G）、第二代窄带数字蜂窝通信(2G)、第三代多媒体通信（3G）、以及未来的第四代宽带蜂窝多媒体通信（4G）。达到任何人可在任何地点以及任何时间用任何方式并且能够与任何人自由的传输信息的个人通信是移动通信最终要完成的目标。
数字移动通信技术就是为了解决这些模拟通信系统中所存在的问题和技术缺陷而产生的，它发展很快第二代移动通信系统应运而生，各国纷纷出现了第二代移动通信系统，第二代移动通信系统又称为窄带数字通信系统，因为他一低速数据业务和传输话音为主要目的[]。随后又出现了2.5代的移动通信系统，它是为了解决数据传输速度低问题，低速率数据服务和语音服务依然是现在的移动通信系统所提供的主要服务。它的核心技术为CDMA技术。能使系统提供更丰富多彩的业务。3G无线传输技术需要满足的条件有很多首先上下行链路要能够适应不对称的要求；其次要按需分配传输速率；最后为了能够支持和满足多媒体相关的业务，就要达到可以高速传输相关数据的要求，卫星环境不少于9.6kps，室内要达到少于2Mbps，另一个在室内外步行条件下要达到不少于384kbps； 如果是室外车辆运行的情况下不能够不少于144kbps；IMT2000系统，2000kbps是它所能达到的最高的业务速率，该系统工作在2000MHz频段。
从1G到增强性的3G技术，移动通信的发展仅有30年左右的时间。截止到2011年，全球移动用户的数量达57.871和亿，这个数字和2010相比，大概增长了10.11。差距在一步步拉大，与此同时移动通信的语音业务也慢慢的超过了传统通信的固定语音业务。在如今的社会中用户对个性化以及移动化的需求正在直线的上升[]。
FDMA频分多址技术是第一代模拟通信系统对应的接入技术，它提供的通信带宽仅仅为9.6kbit／s。接入技术主要有两种，分别为：码分多址技术CDMA、时分多址技术TDMA[]。这个阶段具有代表性的系统有很多，各具优势。2G通信系统以下的优势为：（1）能提供丰富的业务（2)频谱利用率高(3）保密性强（4）标准化程度高，远远超过了第一代蜂窝模拟通信系统。在1G和2G系统中，着重对话音通信进行相关设计与研究，话音通信在移动通信市场中占据主导地位，话音在当前和未来很长一段时间内在移动通信中会占有很大的分量。
3G在无缝传输速率等方面有很大的局限性，带宽更宽的无线系统对人们充满了诱惑。走向速率更高、容量更大、功能更强的超3G和4G是移动通信接下来需要研究的目标，此外，在移动环境中对宽带多媒体业务与应用以及高清晰度视像也要支持。现在好没有完全展开3G的商用，4G就已经被人们各种追捧，这说明3G的缺点有很多，不被人们所喜欢。我们希望是能够提供高速数据接入的全球统一的标准，由ITU制定了IMT2000标准。各方竭力维护自己的利益，都不退让，折中成为以CDMA2000、WCDMA等为首的5大标准，也就出现了互相之间的漫游问题。3G系统的达到的真实接收速率才几百K。并且还存在移动台问题、与原有网络之间的兼容等，这些弊端和不足都增加了人们对4G的期待和对3G的不满。
4G通信技术的多无线通信网络的功能和他的效率进行不断地提高，优势在于数据的通信速度和通话质量，它并没有脱离原先的通信技术。由于技术的进步性提高，故入股成本的大大打折扣，4G通信成本会进一步下降。人们必须有效的借助各种各样的4G终端以充分利用4G通信带来的先进服务。
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 1
第1章 绪论 3
1.1 移动通信的发展 3
1.2载波聚合及其国内外研究的现状 4
1.3主要研究内容与章节安排 6
第2章 LTEA系统介绍 7
2.1引言 7
2.2 LTEA的需求 7
2.3 LTEA的常用的性能参量 8
2.31峰值速率与峰值频谱效率 8
2.32小区吞吐量 8
2.33话音容量 9
2.4 LTEA的所用的关键技术 9
2.41多载波技术 9
2.42多点协同技术 9
2.43无线Relay技术 11
第3章 LTEA中载波聚合技术 13
3.1 OFDM基本原理 13
3.11 OFDM简介 13
3.12 OFDM系统基本原理 17
3.13 OFDM技术的优点 20
3.2载波聚合的概况 21
3.3载波聚合的技术原理 21
3.4 LTEAdvanced 中的载波聚合 23
3.5载波聚合的聚合方式
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
24
3.51连续载波聚合和非连续载波聚合 24
3.52 上/下对称载波聚合和非对称载波聚合 26
3.6载波聚合的频谱结构 27
3.7本章小结 28
第四章 LTEA中载波聚合的实现 31
4.1载波聚合的场景 31
4.2载波聚合的实现方案 32
4.3载波聚合的程序设计及仿真结果 32
4.4载波聚合需要考虑的问题 33
4.41小区覆盖和切换问题 33
4.42终端的功耗问题 33
4.43峰值比的问题 33
4.5本章小结 34
第5章 总结与展望 35
5.1总结 35
5.2展望 35
致谢词 37
参考文献 38
第1章 绪论
1.1 移动通信的发展
所谓移动通信就是在我们通信的过程中存在移动着的一方，移动着的一方能够采用无线的策略并且是在移动的状态下依据需要所进行的通信。移动通信飞速发展，主要用“代”来描述它的发展，主要包括三代系统的变化，正在朝着第四代移动通信及4G的方向发展。先后经历了第一代模拟蜂窝通信（1G）、第二代窄带数字蜂窝通信(2G)、第三代多媒体通信（3G）、以及未来的第四代宽带蜂窝多媒体通信（4G）。达到任何人可在任何地点以及任何时间用任何方式并且能够与任何人自由的传输信息的个人通信是移动通信最终要完成的目标。
数字移动通信技术就是为了解决这些模拟通信系统中所存在的问题和技术缺陷而产生的，它发展很快第二代移动通信系统应运而生，各国纷纷出现了第二代移动通信系统，第二代移动通信系统又称为窄带数字通信系统，因为他一低速数据业务和传输话音为主要目的[]。随后又出现了2.5代的移动通信系统，它是为了解决数据传输速度低问题，低速率数据服务和语音服务依然是现在的移动通信系统所提供的主要服务。它的核心技术为CDMA技术。能使系统提供更丰富多彩的业务。3G无线传输技术需要满足的条件有很多首先上下行链路要能够适应不对称的要求；其次要按需分配传输速率；最后为了能够支持和满足多媒体相关的业务，就要达到可以高速传输相关数据的要求，卫星环境不少于9.6kps，室内要达到少于2Mbps，另一个在室内外步行条件下要达到不少于384kbps； 如果是室外车辆运行的情况下不能够不少于144kbps；IMT2000系统，2000kbps是它所能达到的最高的业务速率，该系统工作在2000MHz频段。
从1G到增强性的3G技术，移动通信的发展仅有30年左右的时间。截止到2011年，全球移动用户的数量达57.871和亿，这个数字和2010相比，大概增长了10.11。差距在一步步拉大，与此同时移动通信的语音业务也慢慢的超过了传统通信的固定语音业务。在如今的社会中用户对个性化以及移动化的需求正在直线的上升[]。
FDMA频分多址技术是第一代模拟通信系统对应的接入技术，它提供的通信带宽仅仅为9.6kbit／s。接入技术主要有两种，分别为：码分多址技术CDMA、时分多址技术TDMA[]。这个阶段具有代表性的系统有很多，各具优势。2G通信系统以下的优势为：（1）能提供丰富的业务（2)频谱利用率高(3）保密性强（4）标准化程度高，远远超过了第一代蜂窝模拟通信系统。在1G和2G系统中，着重对话音通信进行相关设计与研究，话音通信在移动通信市场中占据主导地位，话音在当前和未来很长一段时间内在移动通信中会占有很大的分量。
3G在无缝传输速率等方面有很大的局限性，带宽更宽的无线系统对人们充满了诱惑。走向速率更高、容量更大、功能更强的超3G和4G是移动通信接下来需要研究的目标，此外，在移动环境中对宽带多媒体业务与应用以及高清晰度视像也要支持。现在好没有完全展开3G的商用，4G就已经被人们各种追捧，这说明3G的缺点有很多，不被人们所喜欢。我们希望是能够提供高速数据接入的全球统一的标准，由ITU制定了IMT2000标准。各方竭力维护自己的利益，都不退让，折中成为以CDMA2000、WCDMA等为首的5大标准，也就出现了互相之间的漫游问题。3G系统的达到的真实接收速率才几百K。并且还存在移动台问题、与原有网络之间的兼容等，这些弊端和不足都增加了人们对4G的期待和对3G的不满。
4G通信技术的多无线通信网络的功能和他的效率进行不断地提高，优势在于数据的通信速度和通话质量，它并没有脱离原先的通信技术。由于技术的进步性提高，故入股成本的大大打折扣，4G通信成本会进一步下降。人们必须有效的借助各种各样的4G终端以充分利用4G通信带来的先进服务。
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