深度解读华为5G空口新技术：F-OFDM和SCMA

　　我们前面提到，未来不同的应用，对于技术的要求迥异，比如端到端1ms时延的车联网业务，要求极短的时域Symbol和TTI，这就需要频域较宽的子载波带宽;而物联网的多连接场景，单传感器传送数据量极低，但对系统整体连接数要求很高，这就需要在频域上配置比较窄的子载波带宽，而在时域上，Symbol的长度以及TTI都可以足够长，几乎不需要考虑码间串扰问题，也就不需要再引入CP，同时异步操作还可以解决终端省电的问题。5G的这些灵活的要求，对于OFDM来说，真的是做不到啊!为啥呢?

　　我们来看下OFDM的时频资源分配方式(如图2)，在频域子载波带宽是固定的15KHz(7.5KHz仅用于MBSFN)，而子载波带宽确定之后，其时域Symbol的长度、CP长度等也就基本确定啦。

　　图2 OFDM的时频资源分配方式

　　为了更好理解，我们可以把系统的时频资源理解成一节车厢(图3)，采用OFDM方案装修的话，火车上只能提供固定大小的硬座(子载波带宽)，所有人，不管胖子瘦子、有钱没钱，都只能坐一样大小的硬座。这显然不科学、不人性化嘛，也无法满足人民日益增长的物质文化需要啊。

　　对于5G我们希望座位和空间都能够根据乘客的高矮胖瘦灵活定制，硬座、软座、卧铺、包厢，想怎么调整都行，这才是自适应的和谐号列车嘛。这一切，通过华为提出的F-OFDM就可以做到。

　　图3 OFDM/F-OFDM车厢截面对比图

　　从图4我们可以详细看到F-OFDM能为不同业务提供不同的子载波带宽和CP配置，以满足不同业务的时频资源需求。这时一定有人会问，不同带宽的子载波之间，本身不再具备正交的特性了，就需要引入保护带宽啊，比如OFDM就需要10%的保护带宽，这样一来，F-OFDM灵活性是保证了，频谱利用率会不会降低呀?就像这些奇奇怪怪形状和大小的座位都挤在一起，火车空间利用率肯定会降低啊，正所谓鱼与熊掌不可兼得，灵活性与系统开销看起来就是一对矛盾啊。

　　但是，F-OFDM真的可以兼得哦，通过优化滤波器的设计，可以把不同带宽子载波之间的保护频带最低做到一个子载波带宽，真是彪悍啊!

　　图4 F-OFDM的时频资源分配方式