【正文】 shHadamard 矩陣，取 C 中第 m個列向量 mC 為第 m個用戶對應(yīng)的擴(kuò)展碼。 MCCDMA 使用頻域擴(kuò)頻，即采用給定的擴(kuò)頻碼對原始數(shù)據(jù)流進(jìn)行擴(kuò)頻，然后利用每個碼片將其調(diào)制在不同的子載波上。在傳輸高速業(yè)務(wù)時(shí)降低擴(kuò)頻增益，為保證傳輸質(zhì)量，可相應(yīng)提高其發(fā)射功率；在傳輸?shù)退贅I(yè)務(wù)時(shí)增大擴(kuò)頻增益，在保證業(yè)務(wù)質(zhì)量的條件下，可適當(dāng)降低其發(fā)射功率，以減少多址干擾。 調(diào)整功率和傳輸速率：在滿足平均功率和 BER 約束的情況下，可以選擇傳輸速率和功率，以最大化頻譜效率。在單用戶環(huán)境中，可變速率調(diào)制相對于僅有功率控制的固定速率系統(tǒng)來說，可以提供 5~10dB 的增益?？勺兯俾收{(diào)制技術(shù)在室內(nèi)環(huán)境中具有很明顯的優(yōu)勢，因?yàn)樵谑覂?nèi)環(huán)境中傳播時(shí)延很小，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)間的相對速度也很慢。 ))(( HzsbBRB ?? （ 22） 4 數(shù)字調(diào)制方式應(yīng)考慮如下因素：抗擾性，抗多徑衰落的能力， 已調(diào)信號的帶寬，以及使用、成本等因素。 第二章介紹可變速率調(diào)制技術(shù)的基本原理。 VRQAM 能根據(jù)衰落情況而自動地改變 QAM 的調(diào)制電平 數(shù)，即改變其調(diào)制星座圖的星象點(diǎn)數(shù)。 可變速率調(diào)制技術(shù)大體可分為調(diào)整功率級別；調(diào)整星座圖大??；調(diào)整碼數(shù)；同時(shí)調(diào)整功率級別和星座圖大??；同時(shí)調(diào)整星座圖大小和符號速率；同時(shí)調(diào)整功率和傳輸速率以及同時(shí)調(diào)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(dá)到令人滿意的效果。本文研究可變速率調(diào)制技術(shù)的基本原理，以及可變速率的三種主要實(shí)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(diào)制）做簡要介紹。 由于可變速率調(diào)制技術(shù)在當(dāng)前乃至今后一段時(shí)間都處于或?qū)⑻幱谝苿油ㄐ诺那把?，因此國?nèi)外對它的研究都極為重視。當(dāng)信道傳輸特性較好，信號受到的衰落比較小的時(shí)候，增加調(diào)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(chǔ)和實(shí)現(xiàn)方案 、 VSGCDMA 通信系統(tǒng)的理論基礎(chǔ) 及 其性能 、 VRQAM 的原理 及其調(diào)制性能 進(jìn)行了淺顯的闡述。好的調(diào)制方案應(yīng)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(diào)制技術(shù)可以逐幀使用。 調(diào)整碼速：為了適應(yīng)相 應(yīng)信道的狀態(tài)，可以選擇最佳的碼速，以實(shí)現(xiàn)編碼方案的調(diào) 5 整。 調(diào)整碼速、符號速率和星座圖大小：這三者可以同時(shí)調(diào)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 ? ?1,1,0 ?? NiC mi ? 為第 m個用戶在第個子載波上的對應(yīng)碼片。此時(shí)令NqTt b? 代入式 (36)，并且去除載波 cf ，可得發(fā)射機(jī)的基帶離散形式 ： )2e x p ()( 1010 iqNjcaqsNimiNmmk ??? ????? （ 37） 由式 (37)可見， MCCDMA 發(fā)射機(jī)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(shí)現(xiàn)。由于 OFDM 符 號是有許多獨(dú)立信號的疊加，其包絡(luò)服從高斯分布，因此其峰值功率比平均功率值大，導(dǎo)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(jī)碼調(diào)制，但是針對不同的 服務(wù)，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。 13 圖 34 可增益 CDMA 原理 VSGCDMA 性能分析 討論 VSGCDMA 系統(tǒng)中不同擴(kuò)展因子的系統(tǒng)的性能比較。對于高速用戶， MC 的信道估計(jì)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(diào)制。而后三個 bit 進(jìn)行 8DPSK 調(diào)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 .......。 16 BS 接 收時(shí)隙 BS 發(fā) 射時(shí)隙MS 接 收時(shí)隙 MS 發(fā) 射時(shí)隙幀頭 調(diào)制電平數(shù) QA M信 息數(shù)據(jù) 幀尾傳輸時(shí)延時(shí)分復(fù)用結(jié)構(gòu) 圖 37 變速率 QAM 數(shù)據(jù)的時(shí)隙結(jié) 構(gòu) 變速率 QAM 收發(fā)信機(jī)結(jié)構(gòu)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(shè)碼元速率與載波相同的條件下， 2DPSK 信號的頻譜利用率為 18 1，其它信號都相對于 2DPSK 信號做歸一化處理。 19 WCDMA 和 CDMA20xx 是 目前我國 3G中的兩個主要標(biāo)準(zhǔn) ， 他們 的多速率方案 均 采用正交可變擴(kuò)頻增益 (OVSF)技術(shù)和多碼技術(shù)，高速業(yè)務(wù)采用 RI 檢測，低速業(yè)務(wù)采用盲檢測。當(dāng)信道傳輸特性較好，信號受到的衰落比較小的時(shí)候，增加調(diào)制電平數(shù)，它在誤碼性能不是很嚴(yán)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(diào)制技術(shù)在目前我國 3G 中的應(yīng)用 做了簡要介紹、并預(yù)測了它未來寬廣的發(fā)展前景。特別的， OVSF 技術(shù)中使用的擴(kuò)頻碼是相互正交的擴(kuò)頻序列，因此在將信息比特流的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展的同時(shí)，也將不同比特流進(jìn)行了正交區(qū)分，多碼技術(shù)是并行處理多速率技術(shù)中的一種 。例如：在 Es/No=30 dB 時(shí)， 3104 ???BER 的情況下 ，變速率 QAM 的頻譜利用率可以達(dá)到 4，相當(dāng)于 16QAM 信號；而在 dBNE 40/ 0s ? ，同樣 BER 的情況下，其頻譜利用率為 5， 相當(dāng)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(jìn)行 QAM 解調(diào)，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(shè)隨機(jī)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(chǔ) [1315] 數(shù)據(jù)分組通過可變擴(kuò)展因子（ SF）擴(kuò)展成大小固定的幀，利用直接序列擴(kuò)展頻譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)多速率傳輸。同時(shí)，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(guān)值 ), 這樣將導(dǎo)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(guān)解調(diào)器組，從而使發(fā)射機(jī)和接收機(jī)結(jié)構(gòu)大大簡化。其連續(xù)時(shí)間信號為 ： )())(2e xp()( 10, bTbcNmmimkki kTtPtTiFfjcatsb ????????? ???? （ 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(yīng)該為符號周期的倒數(shù)的整數(shù)倍，即如果假設(shè)符號周期長度為 bT ，則相鄰子載波之間的頻率差應(yīng)該為 bTF 。圖 中的調(diào)制方式采用 BPSK， MCG 為處理增益， CN 為子載波數(shù)，? ?jGjj MCCCCtC ?,)( 21j ? 表示第 j 個用戶的擴(kuò)頻碼。 6 4 可變擴(kuò)頻因子 正交頻分和碼分復(fù)用（ VSFOFCDM）。 實(shí)現(xiàn)可變速率調(diào)制的方法 [47]： 隨著多年來無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，在無線通信中起關(guān)鍵作用的調(diào)制技術(shù)也日新月異，這其中可變速率調(diào)制技術(shù) 從無到有，到如今發(fā)展出各種各有側(cè)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(diào)制 (VRQAM)。 調(diào)整功率級別和星座圖大?。郝?lián)合調(diào)整調(diào)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(shí)現(xiàn)。 調(diào)整功率級別：按照信道的衰減幅度，調(diào)整功率級別，也就是傳輸級別。自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)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(zhì)量的情況下，它根據(jù)業(yè)務(wù)量、平均信噪比、平均時(shí)延、斷話概率和數(shù)據(jù)速率等來決定采用的調(diào)制方式，包括 MCCDMA、 VSGCDMA、VRQAM 等。 3 第二章 可變速率調(diào)制技術(shù)的理論基礎(chǔ) 實(shí)際上，可變速率調(diào)制是一種和基本調(diào)制方式相結(jié)合的傳輸控制方法。可變增益 CDMA 通過 動態(tài)改變擴(kuò)頻增益和發(fā)射功率來實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)速率的傳輸。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們對數(shù)字無線傳輸內(nèi)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(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)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(wù)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 modulation technology in accordance with changes in mobile channel, in order to effectively increase the fading channel adaptability. Variablerate modulation te