【正文】
制技術大體可分為調整功率級別;調整星座圖大??;調整碼數(shù);同時調整功率級別和星座圖大?。煌瑫r調整星座圖大小和符號速率;同時調整功率和傳輸速率以及同時調整碼速、符號速率和星座圖大小七種。它可以在頻譜效率和系統(tǒng)誤碼性能兩方面都達到令人滿意的效果。本文研究可變速率調制技術的基本原理,以及可變速率的三種主要實現(xiàn)方法(多載波碼分多址、可變增益碼分多址、變速率正交幅度調制)做簡要介紹。 由于可變速率調制技術在當前乃至今后一段時間都處于或將處于移動通信的前沿,因此國內外對它的研究都極為重視。當信道傳輸特性較好,信號受到的衰落比較小的時候,增加調制電平數(shù);使BER(誤比特率)保持在可以接受的程度。第三章對MCCDMA理論基礎和實現(xiàn)方案、VSGCDMA通信系統(tǒng)的理論基礎及其性能、VRQAM的原理及其調制性能進行了淺顯的闡述。好的調制方案應在低信噪比的情況下具有良好的誤碼性能,具有良好的抗多徑衰落能力,占有較小的帶寬, 使用方便,成本低。在這種情況下,可變速率調制技術可以逐幀使用。 調整碼速:為了適應相應信道的狀態(tài),可以選擇最佳的碼速,以實現(xiàn)編碼方案的調整。 調整碼速、符號速率和星座圖大?。哼@三者可以同時調節(jié)。 3 多載波碼分多址(MCCDMA)。這類MCCMDA的發(fā)送框圖和信號功率譜如圖31所示。則C的第i行m列元素為第m個用戶在第個子載波上的對應碼片。此時令代入式(36),并且去除載波,可得發(fā)射機的基帶離散形式: (37)由式(37)可見,MCCDMA發(fā)射機的基帶信號部分具有與離散傅立葉變換(IDFT)相同的形式,可以利用數(shù)字信號處理器件來實現(xiàn)。由于OFDM符號是有許多獨立信號的疊加,其包絡服從高斯分布,因此其峰值功率比平均功率值大,導致對系統(tǒng)前端放大器的線性動態(tài)范圍要求較高。 對于可變增益的CDMA系統(tǒng),每一個用戶僅使用一個偽隨機碼調制,但是針對不同的服務,將分配不同的功率,得到不同的處理增益因子Fi。但是為了保證低速、高速用戶具有相同的誤碼率,高速用戶的發(fā)送功率必須大于低速用戶的發(fā)送功率。 圖34 可增益CDMA原理 VSGCDMA性能分析討論VSGCDMA系統(tǒng)中不同擴展因子的系統(tǒng)的性能比較。對于高速用戶,MC的信道估計誤差性能就明顯高于VSG了。由于其信息傳輸速率是變的,所以稱這種方式為變速率QAM調制。而后三個bit進行8DPSK調試,代表QAM碼元信息的相位:輸入為‘000’相位不變,‘001’則比上一碼元相位增加45度,‘011’增加90度.......。 圖37 變速率QAM數(shù)據(jù)的時隙結構變速率QAM收發(fā)信機結構框圖如圖38所示。信道仿真模型采取GSM05. 05中的RA模型,其信道衰落特性服從Rician分布。為了簡單起見,設碼元速率與載波相同的條件下,2DPSK信號的頻譜利用率為1,其它信號都相對于2DPSK信號做歸一化處理。WCDMA和CDMA2000是目前我國3G中的兩個主要標準,他們的多速率方案均采用正交可變擴頻增益(OVSF)技術和多碼技術,高速業(yè)務采用RI檢測,低速業(yè)務采用盲檢測。當信道傳輸特性較好,信號受到的衰落比較小的時候,增加調制電平數(shù),它在誤碼性能不是很嚴格的情況下,提高頻帶利用率,增加傳輸效率。最后,本文對可變速率調制技術在目前我國3G中的應用做了簡要介紹、并預測了它未來寬廣的發(fā)展前景。特別的,OVSF技術中使用的擴頻碼是相互正交的擴頻序列,因此在將信息比特流的頻譜進行擴展的同時,也將不同比特流進行了正交區(qū)分,多碼技術是并行處理多速率技術中的一種。例如:在Es/No=30 dB時,的情況下,變速率QAM的頻譜利用率可以達到4,相當于16QAM信號;而在,同樣BER的情況下,其頻譜利用率為5,相當于32QAM信號。得到的變速率QAM的誤比特性能如圖39所示。然后利用此星座圖進行QAM解調,就得到所要的信息數(shù)據(jù)。 圖36 16QAM星座圖由于星型QAM性能優(yōu)于方型QAM,所以在變速率QAM采取了星型QAM。這樣可以減少假鎖帶來的長突發(fā)性錯誤,而且還可以采用差分編碼,簡化了電路,提高了抗干擾性能。同樣的,在低速用戶,兩乎沒有什么區(qū)別。假設隨機序列只受附加高斯白噪聲的影響。N是信號序列的碼片數(shù)目。 VSGCDMA的理論基礎[1315]數(shù)據(jù)分組通過可變擴展因子(SF)擴展成大小固定的幀,利用直接序列擴展頻譜技術實現(xiàn)多速率傳輸。同時,在通過頻率選擇性衰落信道中, 子載波可能有不同的幅值和相位偏移(盡管這些子載波之間有很高的自相關值), 這樣將導致用戶正交性的失真。這樣就免去了正弦波發(fā)生器組和相關解調器組,從而使發(fā)射機和接收機結構大大簡化。其連續(xù)時間信號為: (33) F為整數(shù),根據(jù)前文的描述可知,為了保證多個子載波之間的正交性,要求各個子載波之間的頻率差應該為符號周期的倒數(shù)的整數(shù)倍,即如果假設符號周期長度為,則相鄰子載波之間的頻率差應該為。為處理增益,為子載波數(shù),表示第j個用戶的擴頻碼。 4 可變擴頻因子正交頻分和碼分復用(VSFOFCDM)。 實現(xiàn)可變速率調制的方法 [47]: 隨著多年來無線通信技術的迅猛發(fā)展,在無線通信中起關鍵作用的調制技術也日新月異,這其中可變速率調制技術從無到有,到如今發(fā)展出各種各有側重、在不同方面滿足著人們多樣需求的多種方法,現(xiàn)簡要介紹如下: 1 可變速率正交振幅調制(VRQAM)。 調整功率級別和星座圖大?。郝?lián)合調整調制方案和傳輸級別可以在單用戶環(huán)境或是一個多用戶信道中實現(xiàn)。 調整功率級別:按照信道的衰減幅度,調整功率級別,也就是傳輸級別。自適應調制技術是在無線多媒體接入系統(tǒng)中提出來的,在給定數(shù)據(jù)傳輸質量的情況下,它根據(jù)業(yè)務量、平均信噪比、平均時延、斷話概率和數(shù)據(jù)速率等來決定采用的調制方式,包括MCCDMA、VSGCDMA、VRQAM等。 第二章 可變速率調制技術的理論基礎實際上,可變速率調制是一種和基本調制方式相結合的傳輸控制方法??勺冊鲆鍯DMA通過動態(tài)改變擴頻增益和發(fā)射功率來實現(xiàn)不同業(yè)務速率的傳輸。 國內外研究現(xiàn)狀分析隨著現(xiàn)代無線通信技術的發(fā)展,人們對數(shù)字無線傳輸內容和無線傳輸效率提出了更高的要求,未來的無線傳輸須得支持各類窄帶和寬帶傳輸、實時和非實時傳輸、恒定速率和可變速率傳輸,尤其要能夠支持多媒體業(yè)務功能,但是通信系統(tǒng)的容量有限,因此研究更有效的傳輸方式是解決問題的有效途徑。 a poor channel condition to low rate) so as to show full efficiency of frequent spectrum. Therefore, in the mobile munications system, it’s a good choice to use variablerate mod