深度解讀華為5G空口新技術(shù)：F-OFDM和SCMA

　　我們前面提到，未來(lái)不同的應用，對于技術(shù)的要求迥異，比如端到端1ms時(shí)延的車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，要求極短的時(shí)域Symbol和TTI，這就需要頻域較寬的子載波帶寬;而物聯(lián)網(wǎng)的多連接場(chǎng)景，單傳感器傳送數據量極低，但對系統整體連接數要求很高，這就需要在頻域上配置比較窄的子載波帶寬，而在時(shí)域上，Symbol的長(cháng)度以及TTI都可以足夠長(cháng)，幾乎不需要考慮碼間串擾問(wèn)題，也就不需要再引入CP，同時(shí)異步操作還可以解決終端省電的問(wèn)題。5G的這些靈活的要求，對于OFDM來(lái)說(shuō)，真的是做不到啊!為啥呢?

　　我們來(lái)看下OFDM的時(shí)頻資源分配方式(如圖2)，在頻域子載波帶寬是固定的15KHz(7.5KHz僅用于MBSFN)，而子載波帶寬確定之后，其時(shí)域Symbol的長(cháng)度、CP長(cháng)度等也就基本確定啦。

　　圖2 OFDM的時(shí)頻資源分配方式

　　為了更好理解，我們可以把系統的時(shí)頻資源理解成一節車(chē)廂(圖3)，采用OFDM方案裝修的話(huà)，火車(chē)上只能提供固定大小的硬座(子載波帶寬)，所有人，不管胖子瘦子、有錢(qián)沒(méi)錢(qián)，都只能坐一樣大小的硬座。這顯然不科學(xué)、不人性化嘛，也無(wú)法滿(mǎn)足人民日益增長(cháng)的物質(zhì)文化需要啊。

　　對于5G我們希望座位和空間都能夠根據乘客的高矮胖瘦靈活定制，硬座、軟座、臥鋪、包廂，想怎么調整都行，這才是自適應的和諧號列車(chē)嘛。這一切，通過(guò)華為提出的F-OFDM就可以做到。

　　圖3 OFDM/F-OFDM車(chē)廂截面對比圖

　　從圖4我們可以詳細看到F-OFDM能為不同業(yè)務(wù)提供不同的子載波帶寬和CP配置，以滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)的時(shí)頻資源需求。這時(shí)一定有人會(huì )問(wèn)，不同帶寬的子載波之間，本身不再具備正交的特性了，就需要引入保護帶寬啊，比如OFDM就需要10%的保護帶寬，這樣一來(lái)，F-OFDM靈活性是保證了，頻譜利用率會(huì )不會(huì )降低呀?就像這些奇奇怪怪形狀和大小的座位都擠在一起，火車(chē)空間利用率肯定會(huì )降低啊，正所謂魚(yú)與熊掌不可兼得，靈活性與系統開(kāi)銷(xiāo)看起來(lái)就是一對矛盾啊。

　　但是，F-OFDM真的可以兼得哦，通過(guò)優(yōu)化濾波器的設計，可以把不同帶寬子載波之間的保護頻帶最低做到一個(gè)子載波帶寬，真是彪悍啊!

　　圖4 F-OFDM的時(shí)頻資源分配方式