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可變速率調(diào)制技術(shù)研究_畢業(yè)設(shè)計論文-在線瀏覽

2024-09-07 21:18本頁面
  

【正文】 用恒包絡(luò)角調(diào)制方式以抗嚴(yán)重的多徑衰落影響 ); 盡可能提高頻譜利用率 : ( 1) 占用頻帶要窄,帶外輻射要?。ú捎?FDMA(頻分多址)、 TDMA(時分多址)調(diào)制方式); ( 2) 占用頻帶盡可能寬,但單位頻譜所容納的用戶數(shù)多(采用 CDMA 調(diào)制方式); 數(shù)字調(diào)制技術(shù)的性能指標(biāo) 數(shù)字調(diào)制的性能指標(biāo)通常通過功率有效性 p? ( Power Efficiency)和帶寬有效性B? 來反映。 ))(( 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。 可變速率調(diào)制技術(shù)的原理和實現(xiàn)方式 可變速率調(diào)制實質(zhì)上是一種自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)。在多媒體業(yè)務(wù)的可變速率情況下,可保證信噪比不變時不產(chǎn)生鄰道干擾起伏,同時也可控制系統(tǒng)的通信容量。 但是有一個假設(shè)前提,那就是信道 變化不是很快,否則選擇的信道參數(shù)很難與信道實際情況相匹配 ??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,因為在室內(nèi)環(huán)境中傳播時延很小,發(fā)射機和接收機間的相對速度也很慢。下面我們羅列了一些可變速率調(diào)制技術(shù)。這種方案增加了發(fā)射機的峰值功率,在多 用戶環(huán)境中,增加了同頻干擾,從而可能引起信道容量的降低。在調(diào)整星座圖大小時,一定要保證傳輸?shù)墓β什蛔?,從而可以提供一定?QoS(業(yè)務(wù)質(zhì)量)。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。截短的卷積編碼就是這種情況,因為它們可以在不改變編碼器和譯碼器結(jié)構(gòu)的情況下,實現(xiàn)自適應(yīng)編碼和譯碼。這種結(jié)合相對于沒有功率控制的方案來說,可以明顯地提高吞吐量。系統(tǒng)在滿足BER 需求的情況下,選擇的最佳調(diào)制方案可以將比特速率最大化。 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。如果這三種參數(shù)任意結(jié)合,而目標(biāo) BER 也不能達到,則系統(tǒng)不傳輸數(shù)據(jù)。 QAM 是一種振幅和相位聯(lián)合鍵控技術(shù)。 2 可變擴頻增益碼分多址 (VSGCDMA)。在傳輸高速業(yè)務(wù)時降低擴頻增益,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)時增大擴頻增益,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。 待傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流經(jīng)串 /并變換器后,分成多個 (1, 2, … , M)支路, 支路的數(shù)目隨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的不同速率而變,當(dāng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)速率小于等于 1 基本速率時,串 /并變換器只輸出 1 個支路;當(dāng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)速率大于基本速率而小于 2 倍基本速率時,串 /并變換器輸出 2 個支路;依此類推,最多可達 M 個支路,即最大業(yè)務(wù)速率可達基本速率的 M 倍??勺償U頻因子 正交頻分和碼分復(fù)用是 OFDM 和 CDM(碼分復(fù)用)的結(jié)合,它根據(jù)小區(qū)的干擾情況動態(tài)調(diào)整擴頻因子,通過選用不同的子載波數(shù)和在時間或頻域上的擴展來實現(xiàn)不同速率的傳輸。 MCCDMA 的基本原理及實現(xiàn)方法 [812] MCCDMA 最初是由 于 1993 年提出的,是 OFDM 調(diào)制技術(shù)與 DCMA 多址技術(shù)的一種特殊的結(jié)合方式,也是一 種最常見的結(jié)合方式。 MCCDMA 使用頻域擴頻,即采用給定的擴頻碼對原始數(shù)據(jù)流進行擴頻,然后利用每個碼片將其調(diào)制在不同的子載波上。每個信息符號先經(jīng)過擴頻,擴頻后的每個碼片調(diào)制到一個子載波上,若 NP 碼的長度為 N,則調(diào)制到 N個子載波上。這里,假設(shè)子載波數(shù)和處理增益相等,即 CN = MCG 。 ??mka m0c m1c m1Nc ?)tf2je x p ( c?)t)T/Ff(2jex p ( bc ??)t)T/F)1N(f(2je x p ( bc ???..? )t(s mmkam0c m1c m1Nc ?)tf2jex p ( c??)t)T/Ff(2je x p ( bc ???)t)T/F)1N(f(2jex p ( bc ????..?)t(y m???????? 圖 32 MCCDMA 的發(fā)射和接收數(shù)字模型 設(shè)系統(tǒng)中共有 N 個用戶和 N 個子載波, bT 為符號周 期,則單用戶的傳碼率 為 b1T ,取子載波間隔為 b1T Hz。第k 時刻的用戶信號向量為 : ? ?TNkkk aaaA 110 , ?? ? ? ?110111101111101101000,,??????????????????????? NMNNNNNNCCCCcccccccccC ?????????, ( 31) 設(shè) C 為 N 階 walshHadamard 矩陣,取 C 中第 m個列向量 mC 為第 m個用戶對應(yīng)的擴展碼。 9 令: ? ? CAsssS TkNkk ?? ? ,1,1,0 ? miNmmkki cas ???? 10, ( 32) kis, 表示第 k 時刻第 i個子 載波上多有用戶二進制數(shù)據(jù)之和。特別是當(dāng) F=1 時,即為正交頻分復(fù)用系統(tǒng),這就是頻譜利用率最高的情況。則總的發(fā)射信號為 : ? ??????? ?????????? ? ???????? )()(2e x pRe)(Re)(101010 , bTNmNi bcmimkNi ki kTtPtTiFfjcatsts b? ( 34) 帶入 )(ts 即 有: ?????? ??? ???????? tTFijcacatyblimiNmmkmlNmmkl )1(2e x p)( 1010 ? ( 35) 第一項即為 (33)式,利用積分電路可以去除上式中的第二項,用第 n 個用戶的擴頻碼去恢復(fù)數(shù)據(jù),得 : ?????? ???? ?? ???? tTFlfjtyctycabclNlnllNlnlnk )(2e x p)()( 1010 ? ?????? ??? ?????????????? tTFijcaccacblimiNmmkNlnlmlNmmkNlnl )1(2e x p10101010 ? ( 36) ?????? ???? ? ???? ?? ?????? tTFijccaccaNabnlNl limlNmmkmlNlnlnmmknk )1(2e x p101010 ? 10 根據(jù) WslshHadamard 矩陣的性質(zhì)可知上式第二項為零,第三項可用積分電路去除。 在離散系統(tǒng)中,取采樣間隔為 NTb ,因為系統(tǒng)占用的基帶雙邊帶寬約為 bTN Hz,所以 NTb 的采樣間隔滿足奈奎斯特采樣頻率,從而不造成信息的損失。發(fā)射機與收機對偶的特性, MCCDMA接收機的基帶部分也可以用離散傅立葉變換 (DFT)來實現(xiàn)。這與 OFDM 基帶處理方法相同。為保證正交變換前后的功率一致,在 MCCDMA 中的 DFT和 IDFT 定義如下: )1(0),2e x p ()(1)( 10 ????? ??? NkknNjnxNnXD F TNn? ( 38) )1(0),2e x p ()(1)( 10 ???? ??? NnknNjkxNkXI D F TNn? 下圖 33 給出了一個完整的 MCCDMA 發(fā)射接收系統(tǒng) : 11 擴頻矩陣C..用戶1用戶0用戶N1IFT..并/串..D/ALPF上變頻信道噪聲下變頻A/DLPF串/并FT解頻矩陣C分集合并相伴矯正..........用戶1用戶0用戶N1信道估計 圖 33 MCCDMA 的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu) MCCDMA 的優(yōu)缺點 MCCDMA 的主要優(yōu)點是,接收機總是能利用散布在頻域里的所有接收信號能量來檢測信號;多載波 CDMA 具有較長的碼長,更容易得到序列同步,并減少了多址接入干擾( MAI);在 MCCDMA 中, CDMA 和 OFDM 分別在頻域和時域完成,結(jié)構(gòu)清晰,并保留了各自的特點;而且由頻譜分析可知,它具有最佳的頻譜分布,抗干擾性好,而且易于發(fā)射機的實現(xiàn)。多載波系統(tǒng)頻率和同步的要求更加嚴(yán)格,同步的誤差會導(dǎo)致系統(tǒng)性能的快速惡化。在 MCCDMA 系統(tǒng)中可以通過設(shè)計擴頻序列來減少小信號的動態(tài)范圍。 MC
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