符号间干扰(ISI)与循环前缀(CP)

多径时延造成符号间干扰ISI,通过加入保护间隔,可以有效避免ISI。

什么是符号间干扰(ISI)?

在一个理想的系统中(理论上),传输的符号到达接收机时没有任何的损失或干扰,如下图所示。

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但在实际情况中,由于信号传播过程中的反射,衍射或多径,接收机可能会接收到相同信号的多个延迟版本。

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在接收机上,所有这些“多径”分量相加。导致实际的结果是我们有多个符号被“同时”接收(符号“重叠”) - 这是符号间干扰(ISI)!

而当符号部分重叠时,边缘信息可能会失真。

由于多路径,在多个时刻接收到相同的信息。某些信息的第一个副本和同一信号的最后一个副本的总延迟称为延迟传播。所以符号中的失真达到延迟传播。

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如果符号周期$T$与传播延迟$t$相比非常短$T << t$,则影响是显著的。如果我们能够延长符号长度的话$T >> t$,大多数不会受到ISI的影响。符号的一小部分将继续受到影响,但在其大部分时间内,符号将不会受到多路径中传播的反射的影响。

CP(循环前缀)的物理意义

循环前缀充当缓冲区或保护间隔以保护OFDM信号免受符号间干扰。

我们已经知道,当我们使符号周期更大时,我们将ISI的影响降到最低,不过需要注意ISI的影响总是存在的。

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为了永久消除这个问题,解决方案是找到一种方法,可以“恢复”符号的“丢失”部分。

做到这一点的一种方法是复制或复制符号的起始部分,并插入符号的末尾。它充当循环前缀。

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所以在这里,我们理解CP将每个符号的末尾(因此名称循环)复制到初始信息的一小部分(因此是名称前缀)。

因此,接收机可以识别每个符号的端点并正确地关联信息,从而消除干扰问题。

在LTE中,定义了两种类型的CP。正常和扩展。

正常循环前缀对于大多数场景是足够的,而扩展循环前缀是针对具有特别高的延迟扩展的场景。

本文译自:http://www.techplayon.com/inter-symbol-interference-isi-lte-cyclic-prefix-cp-helps-eliminating-isi-problem/

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