蜂窝系统的多址接入和干扰管理

以下讨论内容局限在：FDD双工方式下。(一般采用FDD双工方式，原因：发射信号和接收信号功率差别100dB左右，也因为大多数系统为了避免干扰会使得两个方向的信号采用不同的信道。但这样带来的是对滤波器性能的要求)

uplink也称作reverse link;
downlink也称作forward link;

空间分集：利用有向天线将小区分成不同的扇区，当基站位置很高时分扇区是最有效的降低干扰的办法，但是存在扇区间干扰，除此之外，存在散射和反射会把能量溢出到其他的扇区造成干扰。

窄带系统：小区内的用户使用不同的窄带信号，相邻小区使用不同的窄带信道。 单个信道的带宽同所期望的信道的相干带宽相一致。
宽带视同：小区内使用全部带宽。一个信道的发射带宽比这个信道的相干带宽宽的多。

信号的传输带宽大于多径信道的相干带宽时，接收信号会失真。相干带宽\(B_c\)用rms时延\(\sigama_\tau\)来表示\(B_c=\frac{1}{50}\sigama_\tau(频率相关函数大于0.9)或者B_c=\frac{1}{5}\sigama_\tau(频率相关函数大于0.5)\)。
相干时间：假设\(T_c\)为相干时间，那么在\(T_c\)这个时间间隔内的两个到达信号幅度具有很强的相关性。有下边几种估算的方法\(T_c\approx \frac{1}{f_m}或T_c\approx\frac{9}{16\pi f_m}或T_c=\sqrt{\frac{9}{16\pi fm^2}(前边两式的几何平均)， f_m=\frac{\nu}{\lambda}}\)。
总之为了降低两个信号的相干性，应该传输带宽小于相干带宽，时间间隔大于相干时间。

CDMA利用扩频码利用所有带宽提高频率利用率，存在小区内干扰和小区间干扰。
OFDM利用时间-空间网格跳跃选择提高频率利用率，小区内是正交的不存在干扰，只有小区间干扰。

窄带系统：uplink和downlink动作相同。W Hz的带宽分给uplink和downlink,每个信道带宽为W/N Hz,每个小区中分配得到N个信道中的n个信道，这n个信道没有必要时连续的，同时为了避免干扰，实际上这n个信道在频率上距离越远越好。同时，一个信道不能被分配到两个相邻的小区。（一个信道只有当该小区的同心相邻小区没有使用该频率时才分配给该小区）。在一个小区内，不同用户的传输在时间和空间上都不重合。（时间上为什么不重合）
窄带系统的代表:GSM系统。每个子带200 kHz,每个时隙577\(\mu s\).在一个时隙中，一个小区内有n个同时的传输，每个传输占用一条子信道。 而且，每个narrowband channel用时分的方法再给8个用户使用。小区内没有干扰，信噪比可以达到30dB, 但是分配是静态的，可以抽象成点对点通信。由于时隙T非常短，小于相干时间，故时间多样性会比较差。同样，由于narrowband width只有200kHz,其实非常窄，再加上多径效应，估计有\(1\mu s\)量级的延迟，相干带宽在500kHz左右，比信道带宽大得多，故频率多样性也很差。（time diversity 和 frequency diversity应该怎么翻合适？？？）这样会提高误码率。GSM通过8个时隙中取一个来消除相干时间，再通过调频来消除相干带宽

单载波的调制方式容易发生ISI(码间干扰)而增加误码率，而且在多径传播的环境中因受到瑞利衰落的影响而造成突发误码。OFDM的思想是将高速率的串行数据转换为若干低速率数据，每个低数据流对应一个载波进行调制，组成一个多载波同时调制的并行传输系统。这样将总的信号带宽划分为N个互不重叠的子通道(频带小于\(\deltaf\))，N个子通道进行正交频分多重调制，可以克服单载波串行数据系统的ISI问题。

不同子载波之间内积为0，在Hilbert Space里，这个意思就是正交。

无线信道是一个时变的衰落信道.无线信道中存在多径效应(multipath)，发送的信号会被不同的物体反射，最后在接收端可能产生多个可分辨的(resolvable)信号

在室外一般来说大概是100kHz。也就是说如果发送端使用1MHz的传输带宽发送一个信号"a"，接收端会收到10个具有不同衰减的"a".OFDM主要用来对付ISI，将一个频率选择性衰落的信道变成平坦衰落的信道。

在OFDM接收端要做的一件很重要的事情是频偏补偿，尽可能地纠正频偏产生的影响。还有一点是OFDM一般采用QAM作为调制方式，这个又带来了均峰比的问题(PAPR)，需要功率方法器具有很宽的线性范围。对于手机来说这是不实际的，所以OFDM在LTE里只用于下行传输，上行还是用传统的FDM。

sin(t)的频谱为冲激，门信号的频谱为sinc信号（即sin(x)/x信号）。冲激信号卷积sinc信号，相当于对sinc信号的搬移。

码元速率为1/T(即每个码元的传输时长为T)，进行无码间串扰传输时，所需的最小带宽称为奈奎斯特带宽。
　　对于理想低通信道，奈奎斯特带宽W = 1/(2T)
　　对于理想带通信道，奈奎斯特带宽W = 1/T

而ici是ofdm里面的东西。指的是子载波干扰。原本，子载波之间是相互正交的。不会发生干扰，但是应为某些原因，比如isi，或者频偏等原因，造成子载波的一个畸形，使他们之间不再互相正交，这样，在解调的时候，就会互相的干扰。对于加窗的位置，可能会产生ici。只要有isi，就会有ici。加窗一旦滞后于精确点。必然会有其他符号成分。这样，就会产生ici。
记住，isi是普通通信系统里面都会有得东西，而ici只是在ofdm里面有得东西。isi会导致ici。
CP在OFDM中可以简单总结为两个作用：1）消除ISI 2)消除ICI