演進(jìn)版UMTS無線接入網(wǎng)絡(luò)（EUTRAN）是第4代移動(dòng)電話系統(tǒng)性能演進(jìn)的產(chǎn)物。以4G LTE面世，采用OFDMA（正交頻分復(fù)用接入）作為下行鏈路方向的空中接口。主要特點(diǎn)是下行鏈路速率可達(dá)到100Mbps、出色的數(shù)據(jù)傳輸（衰減復(fù)原）性能和帶寬可擴(kuò)展（1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz及20MHz）。

OFDM主要涉及的概念是信號(hào)載體部分從單個(gè)高速率數(shù)據(jù)信號(hào)到多個(gè)并行低速率信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。圖2表示單個(gè)信道被分成多個(gè)并行的子信道，每個(gè)子信道的子載波頻率不同。這種與窄帶子載波間隔緊密的寬帶頻譜即為傳輸信號(hào)。間隔緊密提高了系統(tǒng)頻譜效率。

圖2：OFDM信號(hào)產(chǎn)生過程圖示

子載波數(shù)據(jù)速率低，因而發(fā)送符號(hào)較長(zhǎng)，同時(shí)可增加保護(hù)間隔。這使得OFDM可應(yīng)對(duì)信道挑戰(zhàn)性要求，如多徑衰落（WCDMA真正存在的一個(gè)問題）、窄帶干擾與符號(hào)間干擾，比以往方案更占優(yōu)勢(shì)。從而使并行傳輸數(shù)據(jù)的凈數(shù)據(jù)傳輸率等于信號(hào)原有的高數(shù)據(jù)速率。

在接收端實(shí)現(xiàn)緊湊的頻譜與信道分離的易用性關(guān)鍵在于子載波間的正交性。

正交性

為便于解釋OFDM概念中的正交性，首先重溫時(shí)域中重復(fù)脈沖的傅里葉變換對(duì)，以及在頻域的sinc函數(shù)。圖3表示變換對(duì)，其中（a）表示RF頻率（音調(diào)）開啟T秒，到下一脈沖時(shí)關(guān)閉，（b）表示頻域等同于以頻率為f的RF脈沖為中心的sinc函數(shù)，與零點(diǎn)位置1/T分開。

圖3：RF頻率f赫茲重復(fù)脈沖與T秒持續(xù)時(shí)間

若在相同脈沖周期T內(nèi)引入另一兩倍于第一（即2f）頻率的音調(diào)，就會(huì)使另一sinc函數(shù)與第一音調(diào)相近，但如圖4所示，最大不會(huì)超過2f，且以第一音調(diào)的第一零點(diǎn)位置為中心。由于第二音調(diào)的最大值產(chǎn)生于第一音調(diào)零點(diǎn)位置，所以兩者之間不會(huì)產(chǎn)生交叉干擾。在同時(shí)增加更多頻率f（圖4中所示3f）的整數(shù)倍音調(diào)創(chuàng)建緊湊型頻譜時(shí)，也同樣適用，音調(diào)之間不會(huì)產(chǎn)生交叉干擾。

圖4：頻域里緊湊型正交子載波在f與3f均位于零點(diǎn)位置時(shí)取得最大值2f，因此不會(huì)產(chǎn)生交叉干擾。

信道音調(diào)f、2f與3f在時(shí)域中如圖5所示。注意，每個(gè)增加的子信道是基本音調(diào)f的諧波，因此相對(duì)所有子信道來說，在脈沖持續(xù)時(shí)間T內(nèi)為完整周期的整數(shù)倍。

圖5：正交子載波時(shí)域顯示（注意：所有子載波在脈沖持續(xù)時(shí)間T內(nèi)擁有完整周期）

解復(fù)用

通過OFDM復(fù)合信號(hào)乘以所需子載波音調(diào)與集成數(shù)值（圖6），即可達(dá)到解復(fù)用。

圖6：子信道解復(fù)用概念

解復(fù)用過程中，只有被分離的子載波擁有非零整數(shù)，因此分離子載波不會(huì)受到其他子載波干擾。版1出示的是非零結(jié)果的簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)證明過程。

版1：證明音調(diào)乘以T時(shí)內(nèi)本身與集成數(shù)值得出非零數(shù)值。（注意接收到的音調(diào)調(diào)制（QAM，PSK等）被保留下來。）

所有其他音調(diào)得出零值，如版2所示。所有信道音調(diào)過程在順序上是重復(fù)的（圖6回形步驟中圓形開關(guān)），恢復(fù)數(shù)據(jù)信號(hào)串行發(fā)送，用于解調(diào)。

發(fā)射波形特征

峰值平均功率比 （PAPR）

峰值平均功率比，也稱波峰因數(shù)，是復(fù)合信號(hào)峰值功率與RMS功率的比率。PAPR由相長(zhǎng)干擾引起，以dB為表示單位；在多種同時(shí)發(fā)射的信號(hào)相位對(duì)準(zhǔn)時(shí)產(chǎn)生高PAPR。

WCDMA與OFDM波形峰值功率與平均功率比率都比較高，WCDMA通常在10dB到11dB，OFDMA通常在12dB到13dB。若偶爾出現(xiàn)的信號(hào)峰沒有剔除，這些高比率就意味著選擇放大器的額定功率很有挑戰(zhàn)。具有此類峰值的OFDM信號(hào)如圖7所示。

版2：證明音調(diào)乘以諧波與T時(shí)內(nèi)集成數(shù)值得出零值。

圖7：OFDM復(fù)合信號(hào)偶爾出示高峰值

ACLR

相鄰信道泄漏比（ACLR）可相對(duì)測(cè)量泄漏至相鄰信道的信號(hào)功率。

WCDMA ACLR限值

信號(hào)通過一個(gè)根升余弦濾波器（RRC）、3.84MHz帶寬與滾降因子（α=0.22）進(jìn)行傳遞?？墒?.84MHz頻帶擴(kuò)至4.68MHz，每個(gè)信道所分配的頻帶為5MHz。

泄漏至最近的WCDMA信道（測(cè)量點(diǎn)距離取5MHz處）的功率ACLR限值為45dBc，其相鄰信道限值為50dBc（測(cè)量點(diǎn)距離取10MHz處）的下一個(gè)通道上沿。

圖8所示曲線選自一組標(biāo)示功率放大器的性能曲線。信號(hào)分析儀顯示屏上的紅色虛線分別為45dBc和50dBc限值。