NR中CP-OFDM和DFT-S-OFDM的含义及区别
在5G NR的上行链路中,CP-OFDM 和 DFT-S-OFDM 是两种可选的波形(调制方式)。它们最核心的区别在于:CP-OFDM 追求高频谱效率和调度灵活性,而 DFT-S-OFDM 追求低峰均比(PAPR)以提升覆盖能力。
📶 什么是 CP-OFDM?
CP-OFDM 即带循环前缀的正交频分复用,是NR中最基础的波形。
原理:将高速数据流通过IFFT分配到多个并行的子载波上传输,并在每个OFDM符号前添加循环前缀(CP)来消除符号间干扰。
特点:它是多载波传输。每个子载波独立调制,因此频域调度非常灵活,可以只占用部分带宽。但多个子载波叠加会导致时域信号包络起伏大,峰均比(PAPR)较高。
应用:NR下行强制使用CP-OFDM;上行中,它适合高吞吐量、大带宽的场景,如eMBB业务。
📶 什么是 DFT-S-OFDM?
DFT-S-OFDM 即离散傅里叶变换扩展OFDM,本质上是单载波传输方案,可以看作是SC-FDMA在NR中的演进。
原理:在CP-OFDM的IFFT之前,先对调制符号做一次DFT预编码(扩展)。这个操作把信号在频域“打散”后再映射到子载波,使得最终时域信号更接近单载波特性。
特点:由于是单载波特性,它的PAPR很低,允许UE以更高的功率发射而不失真,从而增强上行覆盖。但DFT预编码破坏了子载波的独立性,导致频域调度灵活性下降,且在高阶调制下性能受限。
应用:主要用于上行覆盖受限的场景,如小区边缘用户、低成本终端,或对PAPR敏感的频段。
⚖️ 核心区别对比
🔗 两者关系与选择
可动态切换:NR上行并非固定使用某一种。网络可以通过DCI中的 transform precoding 指示(
transformPrecoder字段)动态告诉UE使用哪种波形。选择逻辑:基站会根据UE的信道质量、功率余量、业务类型来决定。例如,当UE处于小区边缘、功率受限时,基站可能调度DFT-S-OFDM来保证连接;当UE信道条件好、需要高速下载时,则切换回CP-OFDM。
并非互斥:一个UE可以在不同时刻、不同BWP上使用不同波形,但同一时刻通常只激活一种。