读书笔记：单载波频域均衡技术 SC-FDE

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多径效应

信号在传播路径上受物体等作用而产生反射、绕射和散射，因此，接收信号是多个路径不同延时的信号叠加，即信道存在多径衰落，会严重干扰信号的传输。此外，在信道参数固定时，随着数据的传输速率的增加，接收到的信号的延时符号增加，时延色散变得愈发严重，通信系统的性能迅速下降。

基于频域均衡的单载波传输被公认为是一种与OFDM技术媲美的非常重要的能够克服信道频率选择性衰落的宽带无线通信技术，并在3GPP LTE/LTE-A标准中得到采纳。

信道均衡技术

信道均衡技术是对抗多径效应的技术，目的是消除多径信道对发送信号的干扰，提高传输质量。

时域信道均衡技术

单载波调制时域均衡（Single Carrier Time Domain Equalization，SC-TDE）
SC-TDE 的复杂度随着信道时延增加迅速增加，并且高速无线数据传输中，收敛速度较慢，需要大量的滤波器进行均衡，稳定性较差。因此，时域均衡器并不适合高速数据传输。

频域信道均衡技术

正交频分复用技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）OFDM 峰均功率较大，对载波频率偏移较为敏感。
单载波频域均衡技术（Single Carrier Frequency Domain Equalization，SC-FDE）为了弥补 OFDM 技术的缺陷，人们将 SC-TDE 技术与 OFDM 技术结合，提出了 SC-FDE 技术。SC-FDE 技术与传统的单载波时域均衡相比，复杂度低，能够较好和其它技术结合，抗多径的能力强。

SC-FDE系统原理

SC-FDE系统框架

在发送数据符号中周期性的加入 PN 码，即保护间隔。在 SC-FDE 系统中，PN 码一般采用独特字（Unique Word，UW）。

UW序列用作信道估计时，要求UW序列具有平稳的频率响应及很好的相关性和带宽。

SC-FDE帧结构

SC-FDE 系统的保护间隔一般是循环前缀（Cyclic Prefix，CP）或者 UW 序列。

UW 序列都是固定的，每一帧的 UW 序列都是相同的。

c)的帧结构适合慢衰落信道，在多个数据帧前添加一定长度的导频符号完成信道估计和同步。

b)帧结构可以利用每一帧数据块前的 UW 序列实现信道估计，实时跟踪信道变化，但是传输效率低于 2 型帧结构。

SC-FDE信道估计方法

利用 UW 序列估计信道。频域 LS 信道估计算法和频域 MMSE 信道估计算法。

经典的 SC-FDE 系统信道估计算法有频域 LS 信道估计算法和频域 MMSE 信道估计算法。

随后在 SC-FDE 系统中，提出基于时域 UW 序列采用 LS 算法估计信道，相比传统的频域估计算法，该算法可以跟踪信道的变化和减少 DFT 插值的流程，降低了硬件实现复杂度。

基于DFT插值信道估计

基于 DFT插值直接使用 FFT 运算，利用了全部信息，插值精度较高。

UW序列产生方法：Chu序列

适用于突发的结构，头尾都加UW序列。