在4G(LTE)和5G(NR)網(wǎng)絡(luò)中我們經(jīng)常聽到有關(guān)碼間干擾或符號(hào)間干擾(ISI),前綴和循環(huán)前綴(CP)的介紹;那它們到底是什么東西?循環(huán)前綴是怎么克服符號(hào)間干擾(ISI)影響的,讀完本文希望能解釋這兩個(gè)問題。
1.什么是符號(hào)間干擾(ISI)?
在理想的無線通信系統(tǒng)中,(基站)發(fā)送的(信號(hào))符號(hào)到達(dá)(手機(jī))接收端時(shí)沒有任何損失,也沒有受到干擾影響,如下圖所示。
而在現(xiàn)實(shí)(無線網(wǎng)絡(luò))中由于信號(hào)傳送過程的反射、衍射或多路徑傳播,(手機(jī))接收端可能接收同一信號(hào)的多個(gè)(延遲)樣本。
在(手機(jī))接收端,這些“多路徑”樣本被疊加。實(shí)際接收到的結(jié)果就是有多個(gè)符號(hào)被“同時(shí)”接收,出現(xiàn)(符號(hào))重疊----這就形成符號(hào)間干擾(ISI) !
當(dāng)符號(hào)部分重疊時(shí),邊緣處的信息可能丟失。由于多路徑,同一信息也會(huì)在多個(gè)時(shí)隙中被接收。接收端接收到某個(gè)信息的第一個(gè)樣本和最后一個(gè)樣本的總延遲稱為延遲擴(kuò)展。因此,符號(hào)失真也取決于其傳播過程中的延遲程度
如果符號(hào)周期(T)與“延遲擴(kuò)展”(t)相比非常短,那么影響是顯著的(T << t)。 但是如果我們延長符號(hào)長度,它們大多數(shù)不會(huì)受到符號(hào)間干擾(ISI) (T >> t)的影響。 符號(hào)中的一小部分將繼續(xù)受到影響,但在其大部分持續(xù)時(shí)間內(nèi),符號(hào)不會(huì)受到“多路徑”中傳播的反射影響。
2.什么是循環(huán)前綴(Cp )?
循環(huán)前綴就是作為緩沖區(qū)或保護(hù)區(qū),保護(hù)OFDM信號(hào)不受符號(hào)間干擾(影響)。在上一節(jié)我們了解到:當(dāng)使符號(hào)的增大(延遲擴(kuò)展相對變小)時(shí),ISI將變小很多。增加這個(gè)符號(hào)的大小,符號(hào)間的干擾(ISI)影響仍會(huì)存在。
3.CP是如何抵消符號(hào)間的干擾的?
為徹底消除符號(hào)間的干擾這個(gè)問題,其方法就是找到一種方法,使符號(hào)中“丟失”部分得到“恢復(fù)”。解決方法是拷貝或復(fù)制符號(hào)的初始部分,并插入它的結(jié)束----這就是循環(huán)前綴。
我們可以理解為:CP就是將初始信息的一小部分(稱為前綴)復(fù)制到每個(gè)符號(hào)末尾(因此稱為循環(huán))。接收端能夠識(shí)別每個(gè)符號(hào)的(未)端點(diǎn),并正確地將信息關(guān)聯(lián)起來,從而消除干擾影響。
4.LTE網(wǎng)絡(luò)中兩類循環(huán)前綴(CP):普通和擴(kuò)展
普通循環(huán)前綴對大多數(shù)場景已足夠,而擴(kuò)展循環(huán)前綴主要針對延遲特別大的場景。
http://www.techplayon.com/inter-symbol-interference-isi-lte-cyclic-prefix-cp-helps-eliminating-isi-problem/
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