MC-CDMA概述
发布时间:2008/11/26 0:00:00 访问次数:579
mc-cdma方案是1993年9月在日本横滨(yokohama)举行的pimrc会议上,由linnartz、yee、fettweis和fazel、papke分别提出的。从那以后,ofdm-cdma混合披术迅速发展起来。目前针对两项技术融合的研究方向已经非常广泛:多速率cdma(mr cdma)、多载波cdma(mc-cdma)、多载波直接序列扩频cdma(mc ds-cdma)、多音频cdma(mt cdma)、多码cdma(mc cd-ma)和多载波跳频cdma(mc-fh cdma)等。在这一前沿研究领域中,主流的多载波cdma方案有以下三种:
(1)由yee、linnartz和fettweis、fazel、papke于1993年9月在日本横滨举行的pimpc′93会议上分别提出的多载波码分多址(mc cdma)方案
在该方案中,用户的信息符号先经过扩频,然后将扩频序列按照子载波数串并变换,再将扩频序列的不同码片调制到ofdm的不同子载波上,前者提出的接收机方案是采用相关接收和可变增益因子的合并方式;后者提出在接收机端采用最大似然检测技术。
(2)由dasilva和sousa等1993年lo月在加拿大渥太华(ottawa)的icupc′93会议上提出的mc ds cdma方案
在此方案中,先按照子载波数目对各个用户的信息进行串并转换,然后并行的每路信号用相同的短扩频码进行扩频,再调制到各个子载波上。相邻的子带之间有1/2的重叠。各个子载波间隔按照扩频后的最小码元周期进行确定,从而使各个子载波之间保持了正交特性。在这种系统当中,如果子载波数为1,就是一般的ds-cdma。
(3)由vandendorpe于1993年10月在荷兰代尔夫特(delft)的车载通信学术会议上提出的mt cdma方案
在该方案中,先按照子载波数目对各个用户的信息进行串并转换,并调制到各个子载波上,以形成ofdm信号。此时子载波之间有1/2的重叠,且满足正交性。然后再经过事先计算好的长度的扩频码扩频,使扩频后子载波之间有更多的重叠。此时,子载波之间也不再保持正交。mt-cdma一般采用较长的扩频码,可以容纳的用户数多于mc ds cdma。在这种系统当中,如果子载波数为1,也是-般的ds-cdma。
ofdm-cdma混合技术分为频域扩频和时域扩频两类。前者是用给定的扩频码来扩展原始数据,然后用每个码片来调制不同的载波(这是在频域内的扩展),mc-cdma技术即属于此种类型:后者是用扩频码来扩展已经进行了串并变换后的数据流,然后用每个数据流来调制不同的载波(这是在时域的扩展),mc-ds-cdma和mt cdma属于此种类型。
以上提到的三种方案最显著的区别在于cdma技术的实现位置。对第一种方案,cdma在频域完成,ofdm在时域完成,因此,最终的信号仍为ofdm信号,ofdm与cdma的各自特性(如ofdm的抗码间串扰性能)得到保留。对第二、第三种方案,cdma扩频在时域完成,最终的信号相当于调制在各个子载波上的多个cdma信号的叠加,不再具有ofdm的抗码间串扰能力。
对于第一种方案,扩频时是对0、1码进行运算,复杂度低;对于第二、第三种方法,为实现fet运算,必须先进行ofdm运算,再对各个子载波进行cdma扩频处理,实现相对复杂。对于第三种方法,各个子信道重叠严重,子信道间失去了正交性,这对于ofdm接收系统同步的偏差,包括载波频偏、抽样时钟偏差和码片同步偏差等造成很大影响,不利于解调。
在第一种方法中,用户的同一比特信息被分配到所有子信道中,而在第二、第三种方法中,不同子信道传输的是用户不同的信息。因此,第一种方案实际上是在频域进行分集,而后两者就没有这种优点。分集技术的作用在频率选择性衰落信道中是显著的。三种方法的误码率性能比较结果是:在用户数较大时,mc-cdma的性能明显优于multi carrler ds cdma,更加优于mt cdma。
综上可知,mc cdma具有概念清楚、结构简单、性能优越等优点,比其余两种方案好,因此它得到了最广泛的研究。
多载波扩频技术除了和传统的扩频技术一样能对抗窄带干扰外,在对抗部分带宽干扰方面比传统方式更有效。当多载波扩频技术用于多址传输时,系统对用户数的变化不像传统的自扩技术那样敏感。这在业务需求不固定的环境中就显得尤为有利。传统的扩频技术需要采用rake接收来对抗多径衰落,实现起来相当复杂,而多载波技术本身就有对抗多径衰落的能力,与扩频技术相结合后,有研究表明比采用rake接收的自扩技术系统性能还要优越,实现也更简单。也正因为如此,结合了ofdm技术和cdma技术优点的mc-cdma系统引起了越来越多的关注,它目前已经成为世界各国通信学者研究的热点,有着很好的应用前景,已有对基于ofdm和cdma混合技术在未来蜂窝移动系统方案中的应用探讨。
mc-cdma技术是未来无线宽带通信最有效的技术之一,是移动通信中一项很值得研究的课题。而目前该项技术在应用过程中还有许多技术难点,还有待更深入详细的研究。
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mc-cdma方案是1993年9月在日本横滨(yokohama)举行的pimrc会议上,由linnartz、yee、fettweis和fazel、papke分别提出的。从那以后,ofdm-cdma混合披术迅速发展起来。目前针对两项技术融合的研究方向已经非常广泛:多速率cdma(mr cdma)、多载波cdma(mc-cdma)、多载波直接序列扩频cdma(mc ds-cdma)、多音频cdma(mt cdma)、多码cdma(mc cd-ma)和多载波跳频cdma(mc-fh cdma)等。在这一前沿研究领域中,主流的多载波cdma方案有以下三种:
(1)由yee、linnartz和fettweis、fazel、papke于1993年9月在日本横滨举行的pimpc′93会议上分别提出的多载波码分多址(mc cdma)方案
在该方案中,用户的信息符号先经过扩频,然后将扩频序列按照子载波数串并变换,再将扩频序列的不同码片调制到ofdm的不同子载波上,前者提出的接收机方案是采用相关接收和可变增益因子的合并方式;后者提出在接收机端采用最大似然检测技术。
(2)由dasilva和sousa等1993年lo月在加拿大渥太华(ottawa)的icupc′93会议上提出的mc ds cdma方案
在此方案中,先按照子载波数目对各个用户的信息进行串并转换,然后并行的每路信号用相同的短扩频码进行扩频,再调制到各个子载波上。相邻的子带之间有1/2的重叠。各个子载波间隔按照扩频后的最小码元周期进行确定,从而使各个子载波之间保持了正交特性。在这种系统当中,如果子载波数为1,就是一般的ds-cdma。
(3)由vandendorpe于1993年10月在荷兰代尔夫特(delft)的车载通信学术会议上提出的mt cdma方案
在该方案中,先按照子载波数目对各个用户的信息进行串并转换,并调制到各个子载波上,以形成ofdm信号。此时子载波之间有1/2的重叠,且满足正交性。然后再经过事先计算好的长度的扩频码扩频,使扩频后子载波之间有更多的重叠。此时,子载波之间也不再保持正交。mt-cdma一般采用较长的扩频码,可以容纳的用户数多于mc ds cdma。在这种系统当中,如果子载波数为1,也是-般的ds-cdma。
ofdm-cdma混合技术分为频域扩频和时域扩频两类。前者是用给定的扩频码来扩展原始数据,然后用每个码片来调制不同的载波(这是在频域内的扩展),mc-cdma技术即属于此种类型:后者是用扩频码来扩展已经进行了串并变换后的数据流,然后用每个数据流来调制不同的载波(这是在时域的扩展),mc-ds-cdma和mt cdma属于此种类型。
以上提到的三种方案最显著的区别在于cdma技术的实现位置。对第一种方案,cdma在频域完成,ofdm在时域完成,因此,最终的信号仍为ofdm信号,ofdm与cdma的各自特性(如ofdm的抗码间串扰性能)得到保留。对第二、第三种方案,cdma扩频在时域完成,最终的信号相当于调制在各个子载波上的多个cdma信号的叠加,不再具有ofdm的抗码间串扰能力。
对于第一种方案,扩频时是对0、1码进行运算,复杂度低;对于第二、第三种方法,为实现fet运算,必须先进行ofdm运算,再对各个子载波进行cdma扩频处理,实现相对复杂。对于第三种方法,各个子信道重叠严重,子信道间失去了正交性,这对于ofdm接收系统同步的偏差,包括载波频偏、抽样时钟偏差和码片同步偏差等造成很大影响,不利于解调。
在第一种方法中,用户的同一比特信息被分配到所有子信道中,而在第二、第三种方法中,不同子信道传输的是用户不同的信息。因此,第一种方案实际上是在频域进行分集,而后两者就没有这种优点。分集技术的作用在频率选择性衰落信道中是显著的。三种方法的误码率性能比较结果是:在用户数较大时,mc-cdma的性能明显优于multi carrler ds cdma,更加优于mt cdma。
综上可知,mc cdma具有概念清楚、结构简单、性能优越等优点,比其余两种方案好,因此它得到了最广泛的研究。
多载波扩频技术除了和传统的扩频技术一样能对抗窄带干扰外,在对抗部分带宽干扰方面比传统方式更有效。当多载波扩频技术用于多址传输时,系统对用户数的变化不像传统的自扩技术那样敏感。这在业务需求不固定的环境中就显得尤为有利。传统的扩频技术需要采用rake接收来对抗多径衰落,实现起来相当复杂,而多载波技术本身就有对抗多径衰落的能力,与扩频技术相结合后,有研究表明比采用rake接收的自扩技术系统性能还要优越,实现也更简单。也正因为如此,结合了ofdm技术和cdma技术优点的mc-cdma系统引起了越来越多的关注,它目前已经成为世界各国通信学者研究的热点,有着很好的应用前景,已有对基于ofdm和cdma混合技术在未来蜂窝移动系统方案中的应用探讨。
mc-cdma技术是未来无线宽带通信最有效的技术之一,是移动通信中一项很值得研究的课题。而目前该项技术在应用过程中还有许多技术难点,还有待更深入详细的研究。
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