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这是学习SC-FDMA的最大挑战之一,明明是多个正交的子载波,怎么就能称为单载波呢?目前我的结论是:千真万确,SC-FDMA还是正交的子载波,不是一个单载波。
结论怎么来的?我们先找到单载波的来源,来自Agilent Mr.Moray Rumney的《SC-FDMA – the new LTE
uplink explained》,这是介绍SC-FDMA的经典材料。其中给出了OFDMA中4个连续宽度为15kHz子载波,对应SC-FDMA技术中一个宽度为60kHz的子载波的例子。这个案例被广泛引用,包括《LTE基础原理与关键技术》一书。但是,这种说法是站不住脚的。
从频域上,我们能看到,如果将15KHz宽度的子载波扩展4倍,其功率谱与4个连续宽度为15kHz子载波是不一样的。从时域上,由于每个子载波相当于一个脉冲,脉冲的宽度与子载波的宽度成反比。显然,宽度为60kHz的子载波,时域上脉冲持续的时间仅为15kHz子载波的1/4,怎么也不可能与4个子载波的叠加一样。
因此,无论从频域还是时域看,连续的子载波不等于一个大宽度的子载波。目前LTE以RB为资源分配单位,每个RB有12个连续的子载波构成,如果前述说法成立,OFDM也变成了单载波了。
总之,因为是连续子载波,就推断是单载波,实在是太牵强了。
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关于单载波,还有一种说法,来自韩国Hyung G. Myung所给出的另外一篇SC-FDMA经典材料,其中提到,所谓的单载波是“Sequential transmission of thesymbols over a single frequency carrier”,在单个载波上顺序地发送符号,也是比较难理解的。
根据很多人的解读,这里的符号代表FFT输入的数据,对应一段波形,类似于IFFT的输出结果。经过FFT处理后,该输入符号的能量分布到了IFFT所有的输入支路上,相当于打散了。由于在所有的子载波上都有能量,等效于应用全部带宽发送能量,相当于使用了一个大的载波。
注意,这里的符号有两种解释,一种是把FFT整个输入看成一个SC-FDMA符号,类似于OFDM符号,参见SC-FDMA符号的定义方法;另外一种是把FFT的每一路输入看成一个符号,这样FFT输入了多个符号。我个人倾向第一种观点,因为第二种观点会遇到一个明显挑战:每一路输入符号在IFFT变换后,相当于时域上被压缩,这样如何利用CP来保护呢?