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深度解读华为5G空口新技术:F-OFDM和SCMA颠覆通信技术

2015-03-25 10:32
小伊琳
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  我们前面提到,未来不同的应用,对于技术的要求迥异,比如端到端1ms时延的车联网业务,要求极短的时域Symbol和TTI,这就需要频域较宽的子载波带宽;而物联网的多连接场景,单传感器传送数据量极低,但对系统整体连接数要求很高,这就需要在频域上配置比较窄的子载波带宽,而在时域上,Symbol的长度以及TTI都可以足够长,几乎不需要考虑码间串扰问题,也就不需要再引入CP,同时异步操作还可以解决终端省电的问题。5G的这些灵活的要求,对于OFDM来说,真的是做不到啊!为啥呢?

  我们来看下OFDM的时频资源分配方式(如图2),在频域子载波带宽是固定的15KHz(7.5KHz仅用于MBSFN),而子载波带宽确定之后,其时域Symbol的长度、CP长度等也就基本确定啦。

  图2 OFDM的时频资源分配方式

  为了更好理解,我们可以把系统的时频资源理解成一节车厢(图3),采用OFDM方案装修的话,火车上只能提供固定大小的硬座(子载波带宽),所有人,不管胖子瘦子、有钱没钱,都只能坐一样大小的硬座。这显然不科学、不人性化嘛,也无法满足人民日益增长的物质文化需要啊。

  对于5G我们希望座位和空间都能够根据乘客的高矮胖瘦灵活定制,硬座、软座、卧铺、包厢,想怎么调整都行,这才是自适应的和谐号列车嘛。这一切,通过华为提出的F-OFDM就可以做到。

  图3 OFDM/F-OFDM车厢截面对比图

  从图4我们可以详细看到F-OFDM能为不同业务提供不同的子载波带宽和CP配置,以满足不同业务的时频资源需求。这时一定有人会问,不同带宽的子载波之间,本身不再具备正交的特性了,就需要引入保护带宽啊,比如OFDM就需要10%的保护带宽,这样一来,F-OFDM灵活性是保证了,频谱利用率会不会降低呀?就像这些奇奇怪怪形状和大小的座位都挤在一起,火车空间利用率肯定会降低啊,正所谓鱼与熊掌不可兼得,灵活性与系统开销看起来就是一对矛盾啊。

  但是,F-OFDM真的可以兼得哦,通过优化滤波器的设计,可以把不同带宽子载波之间的保护频带最低做到一个子载波带宽,真是彪悍啊!

  图4 F-OFDM的时频资源分配方式

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